Solar Orbiter registró un segundo antes del destello: cómo se “desenredó” la llamarada solar de clase M el 30 de septiembre de 2024
La grabación creada apenas un segundo antes de una potente llamarada solar de clase M, que estalló desde la superficie del Sol el 30 de septiembre de 2024, abrió una ventana raramente clara al momento en que la energía magnética acumulada se convierte en una explosión de radiación y plasma acelerado. La escena fue registrada por la misión Solar Orbiter, bajo el liderazgo de la Agencia Espacial Europea (ESA), con un nivel de detalle que hasta ahora no se podía obtener en el espacio simultáneamente en el espacio y el tiempo. En lugar de un cuadro “congelado”, los científicos obtuvieron una secuencia de eventos densamente muestreada temporalmente que muestra cómo la llamarada nace de perturbaciones previamente débiles, y luego en poco tiempo crece hasta convertirse en una liberación violenta de energía.
El video está compuesto por imágenes del instrumento Extreme Ultraviolet Imager (EUI), grabadas cada dos segundos antes de la llamarada. Tal ritmo, junto con una alta resolución, permitió reconocer en la estructura diminutas “chispas” a lo largo del filamento, específicamente lugares de reconexión magnética – un proceso en el cual las líneas del campo magnético se rompen y se vuelven a conectar, liberando una gran cantidad de energía. La secuencia también trajo cifras concretas: velocidades de “desenredo” del filamento en cientos de kilómetros por segundo y el momento en que un extremo de la estructura se separa y “sale volando” hacia el espacio.
El filamento como una “cuerda” magnética retorcida: qué se ve antes de la erupción
El elemento central de la escena es el filamento oscuro, plasma relativamente más frío y denso que puede “colgar” en la corona solar a lo largo de líneas magnéticas, por lo que parece más oscuro que el entorno en el espectro ultravioleta extremo. Los filamentos a menudo tienen forma de largas cintas o “cuerdas” que conectan áreas de diferente polaridad magnética en la superficie. Su supervivencia depende de un delicado equilibrio entre la gravedad, la presión del plasma y las fuerzas magnéticas. Cuando ese equilibrio se altera, el filamento puede entrar en erupción, y en muchos casos esto está asociado con la aparición de una llamarada solar y, a veces, con una eyección de masa coronal hacia el espacio interplanetario.
En el evento del 30 de septiembre de 2024, se ve cómo el filamento comienza a elevarse sobre la superficie, y luego se desenreda como una cuerda bajo tensión. Un extremo permanece conectado al Sol, mientras que el otro se libera gradualmente y finalmente se separa. El análisis de los cambios a través de cuadros sucesivos mostró que el “desenredo” a lo largo de la parte que permaneció conectada se desarrollaba a una velocidad de unos 250 kilómetros por segundo. Hacia el lugar donde el filamento se separó, las velocidades aumentaban y alcanzaban aproximadamente 400 kilómetros por segundo. En el momento de la ruptura, parte del filamento fue lanzada hacia el espacio, mientras que la parte restante quedó atada al Sol y continuó reformándose.
Estas cifras no son solo impresionantes; son una medida de qué tan rápido la corona puede “responder” a un cambio en la topología magnética. Aceleraciones de plasma a cientos de kilómetros por segundo apuntan a una repentina redistribución de energía en el campo magnético. Precisamente tales transiciones – de un movimiento lento, casi imperceptible, a una fase muy rápida – forman el núcleo de la pregunta que los científicos intentan resolver: cuál es exactamente el detonante que convierte un filamento tranquilo en una erupción y una llamarada.
Chispas a lo largo del filamento y reconexión: dónde surge el “exceso” de energía
En el cuadro, a lo largo del filamento se ven numerosos destellos diminutos y muy brillantes, dispuestos como una serie de chispas. La interpretación experta los vincula con lugares de reconexión magnética – puntos en los que las líneas de fuerza magnética retorcidas se separan y se vuelven a conectar en una nueva disposición. La reconexión es uno de los mecanismos fundamentales de liberación de energía en el plasma: permite que la energía magnética se convierta en calor, radiación y energía cinética del material. En la práctica, esto significa que parte del plasma se calienta repentinamente a millones de grados, mientras que las partículas y el material cercano aceleran y cambian direcciones de movimiento.
Lo que es particularmente importante en esta secuencia es la impresión de que la llamarada no comienza necesariamente con un “gran estallido”. En cambio, el evento se desarrolla a partir de una serie de perturbaciones inicialmente débiles que se intensifican rápidamente. Los científicos compararon este patrón con avalanchas: el movimiento de una pequeña cantidad de nieve puede ser un detonante, pero luego el sistema se refuerza en cascada y crece hasta convertirse en un colapso mucho mayor. En el Sol, esto significa que cambios locales en el campo magnético, que en otras condiciones quizás quedarían sin consecuencias, pueden desencadenar una reacción en cadena de reconexión y desestabilización de un área mayor.
Precisamente por eso es crucial la combinación de alta resolución espacial y temporal. Si los eventos “diminutos” se ven claramente, es posible vincular más confiablemente los microprocesos con las macroconsecuencias, como la separación del filamento o el desarrollo del máximo lumínico de la llamarada. En instrumentos más lentos, tales fases se fundirían en una sola, por lo que causa y efecto serían más difíciles de separar. Aquí, sin embargo, se ve cómo la “tensión” del sistema se libera a través de múltiples grietas diminutas antes de que ocurra la liberación principal.
“Lluvia” de plasma después de la llamarada: el evento no termina cuando la luz se calma
La secuencia no termina con el pico de la llamarada. Al contrario, la alta resolución revela una escena que es igualmente interesante científicamente: un “cielo” lleno de acumulaciones de plasma que continúan cayendo hacia el Sol después de la erupción. Se trata de “blobs” de plasma en forma de gotas que, después de ser levantados y calentados, se enfrían y regresan a lo largo de las líneas magnéticas. Esto crea un efecto parecido a la lluvia, que a menudo se asocia en la literatura con la lluvia coronal y las inestabilidades térmicas en la corona.
Para la física del plasma, este detalle es importante porque muestra que la distribución de energía no es un evento único. Después de la reconexión, parte del plasma permanece en un estado caliente, parte se condensa y se vuelve más densa, y parte regresa hacia las capas inferiores de la atmósfera. Tal dinámica “post-llamarada” habla de cómo la corona gestiona el calor y la masa y cuánto tiempo puede durar el retorno a un estado más tranquilo. Al mismo tiempo, recuerda que las consecuencias de una llamarada no se miden solo por la intensidad de la radiación en el minuto del pico, sino también por los cambios en la estructura y el movimiento del material que continúan moldeando la corona.
Cómo se creó el video: EUI, JHelioviewer y procesamiento en Bélgica
EUI es un instrumento diseñado para obtener imágenes de estructuras en la atmósfera solar desde la cromosfera hasta la corona, con énfasis en la alta resolución y la posibilidad de imágenes rápidas. En este caso, los cuadros fueron grabados cada dos segundos, lo que permitió la creación de una película en la que los cambios finos se pueden rastrear sin grandes “huecos” temporales. La animación mostrada al público está acelerada para mayor claridad, mientras que la llamarada real duró unos quince minutos. Pero los momentos clave de desestabilización y ruptura del filamento tuvieron lugar en escalas muy cortas, precisamente aquellas en las que la visión continua suele ser más difícil de obtener.
La visualización fue realizada por un grupo de científicos del Real Observatorio de Bélgica, utilizando JHelioviewer – un software que permite el apilamiento y análisis de secuencias solares de diferentes instrumentos y misiones. Con ello, junto con el resultado científico, se creó un ejemplo de cómo los datos pueden acercarse a un público más amplio sin perder información clave. El video también mostró que el contenido científico de primer nivel se puede compartir en un formato comprensible para quienes no son especialistas, manteniendo una interpretación seria de los procesos de fondo.
Llamarada de clase M y posibles consecuencias: apagones de radio y sensibilidad de la región polar
En la clasificación de llamaradas solares (A, B, C, M, X), la clase M se encuentra por debajo de las llamaradas X más potentes, pero aún puede causar efectos medibles en la Tierra. El efecto inmediato más común son los apagones de radio de corta duración, especialmente en altas latitudes geográficas, donde los cambios en la ionosfera afectan más fuertemente la propagación de las ondas de radio. La escala de clima espacial de la NOAA para apagones de radio (R1 a R5) vincula tales efectos con la potencia máxima de la llamarada en longitudes de onda de rayos X blandos. En la práctica, la clase M a menudo significa que son posibles interrupciones cortas o degradaciones de la comunicación, principalmente en zonas y condiciones específicas.
Sin embargo, es importante distinguir una llamarada de otras formas de actividad solar. El mayor riesgo para las tormentas geomagnéticas, que pueden crear desafíos para los satélites y los sistemas de energía eléctrica, generalmente proviene de las eyecciones de masa coronal (CME) y de si la eyección está dirigida hacia la Tierra y cuál es su orientación magnética. Una llamarada de clase M puede pasar casi sin consecuencias si no hay una CME dirigida a la Tierra o si la eyección está dirigida en otra dirección. Pero incluso entonces, el mensaje es claro: el sistema magnético en el Sol estaba lo suficientemente tenso como para producir un evento eruptivo, lo que aumenta el interés en las regiones activas circundantes y su desarrollo posterior.
Contexto 2024: máximo solar del ciclo 25 y mayor probabilidad de erupciones
El evento del 30 de septiembre de 2024 encaja en un período de mayor actividad solar. La NASA y la NOAA anunciaron en octubre de 2024 que el Sol entró en el período de máximo solar del ciclo solar 25, lo que significa un número estadísticamente mayor de manchas, erupciones y llamaradas. En el máximo del ciclo, no es necesario que todos los eventos sean extremos, pero el “fondo” es más activo, y la probabilidad de aparición de llamaradas de clase M y X es mayor que en el mínimo. Para las misiones que observan el Sol, este período es extremadamente valioso, porque en un tiempo relativamente corto se puede recopilar un gran número de ejemplos de diferentes erupciones y comparar sus características comunes.
En un sentido práctico, el máximo solar es también un período de mayor necesidad de advertencias operativas. Las comunicaciones por satélite, la navegación y el monitoreo de la ionosfera se han convertido en parte de la infraestructura, y parte de las rutas aéreas pasa sobre áreas donde los enlaces de radio son más sensibles. Una mayor frecuencia de eventos significa también más oportunidades para probar los sistemas de alerta temprana y las evaluaciones de riesgos. Al mismo tiempo, es un período en el que el público nota más a menudo las consecuencias en forma de auroras intensificadas, aunque los mismos fenómenos físicos que crean el “espectáculo de luz” también pueden crear desafíos técnicos.
Por qué es importante Solar Orbiter: proximidad al Sol y conexión de causa y efecto
Solar Orbiter es una misión internacional de la ESA y la NASA, lanzada en 2020, diseñada para observar el Sol desde la parte interna del Sistema Solar. Su órbita lo lleva gradualmente a aproximadamente 0,28 unidades astronómicas, lo que permite una vista más nítida de las estructuras finas en la corona que desde la distancia de la órbita terrestre. Además, a medida que avanza la misión, también aumenta la inclinación de la órbita, por lo que se abren mejores vistas de las altas latitudes heliográficas y las regiones polares – claves para comprender el campo magnético global y el desarrollo de los ciclos solares.
La ventaja de Solar Orbiter no está solo en la proximidad, sino también en la combinación de instrumentos. Los instrumentos de teledetección, como EUI, muestran la “escena” en la atmósfera del Sol, mientras que los instrumentos in situ miden partículas, campos magnéticos y viento solar en la propia nave. Con ello se crea la posibilidad de vincular los eventos solares con lo que luego viaja a través de la heliosfera y, dependiendo de la dirección, puede llegar a la Tierra. Tal vinculación es importante para la “ciencia de la conexión”, es decir, comprender cómo la actividad solar moldea las condiciones en el espacio interplanetario.
En el caso de la llamarada del 30 de septiembre de 2024, EUI mostró cuán importante es observar una llamarada como un proceso, y no solo como un momento de máximo. El segundo antes de la erupción se convierte en información científica porque sugiere que existen señales medibles de desestabilización. Si tales señales se reconocen en más ejemplos, pueden convertirse en parte de evaluaciones de riesgos más realistas y advertencias más tempranas, aunque el pronóstico del clima espacial aún no está al nivel de precisión del pronóstico meteorológico en la Tierra.
Qué obtienen los científicos de tales “películas”: mediciones, modelos y una mejor descripción de los detonantes
El mayor valor de tal secuencia radica en el hecho de que permite un análisis cuantitativo. A partir de una serie de cuadros se pueden medir las velocidades de movimiento del plasma, los cambios en la geometría de las estructuras magnéticas y la disposición de los lugares de reconexión. Estos son datos de entrada para modelos informáticos que intentan describir cómo surgen las inestabilidades y cómo se desarrollan. Cuando los datos son escasos, los modelos se basan en suposiciones y promedios; cuando los datos son densos, los modelos se pueden verificar y mejorar directamente.
Tales resultados también desplazan el debate sobre el “detonante”. Si se demuestra que ciertos tipos de perturbaciones débiles preceden regularmente a los desprendimientos de filamentos o al desarrollo de una llamarada, ese es un paso hacia un reconocimiento más temprano de los riesgos en las regiones activas. Si se establece que la reconexión a menudo “viaja” a lo largo del filamento antes de la ruptura principal, esto ayuda a comprender cómo se distribuye la energía en el espacio. En otras palabras, la película no es solo una ilustración, sino un laboratorio a distancia – un experimento que tiene lugar en el Sol, pero que se puede analizar en la Tierra con parámetros medibles.
Al mismo tiempo, la historia de la avalancha recuerda que el sistema es no lineal: una pequeña causa puede conducir a una gran consecuencia, pero solo si las condiciones están “maduras”. Precisamente por eso es importante observar también las fases “tranquilas”, y no solo los grandes picos. La secuencia de Solar Orbiter muestra que esos momentos tranquilos están llenos de información, solo hay que grabarlos lo suficientemente rápido y lo suficientemente claro.
El Sol como factor de infraestructura: por qué la vigilancia constante se convierte en una necesidad
El clima espacial ya no es un tema secundario para entusiastas, sino un factor que entra en las evaluaciones de riesgos para las comunicaciones, la navegación y los sistemas satelitales. Cortos apagones de radio pueden ser un problema para sectores específicos, y los cambios en la ionosfera pueden afectar el posicionamiento preciso. Las tormentas geomagnéticas más grandes son más raras, pero se toman en serio en la planificación de infraestructuras precisamente porque pueden tener consecuencias más amplias. En tal entorno, la observación del Sol se convierte en parte de un enfoque preventivo: cuanto más se sabe sobre los detonantes y la fase temprana de los eventos, más realistas se pueden establecer los protocolos de protección y reacción.
La grabación del “segundo antes” de la llamarada de clase M del 30 de septiembre de 2024 muestra cómo una gran erupción nace de una serie de cambios diminutos que hasta ayer estaban fuera del alcance de la mayoría de los instrumentos. En ella se ve que la corona solar no es un fondo estático, sino un campo dinámico en el que las estructuras magnéticas se reorganizan, se rompen y se vuelven a conectar de segundo en segundo. Precisamente tales cuadros – claros, rápidos y medibles – hacen la diferencia entre una imagen fascinante y la comprensión de un proceso que, en última instancia, puede afectar también la vida en la Tierra, aunque tiene lugar a 150 millones de kilómetros de distancia.
Fuentes:- Agencia Espacial Europea (ESA) – video y descripción de la llamarada de clase M de Solar Orbiter del 30 de septiembre de 2024 (enlace)- NOAA Space Weather Prediction Center – explicación de llamaradas solares y apagones de radio (escala R) (enlace)- NASA Goddard Scientific Visualization Studio – anuncio de NASA y NOAA sobre el máximo solar del ciclo 25 (15 de octubre de 2024) (enlace)- SIDC / Real Observatorio de Bélgica – introducción y descripción del instrumento EUI en Solar Orbiter (enlace)- Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar – descripción general del instrumento EUI y sus telescopios (enlace)
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