Auroras y clima espacial: qué ocurre sobre nosotros

Las auroras parecen un fenómeno local, pero son la manifestación visible de una batalla que ocurre a decenas de miles de kilómetros sobre nuestras cabezas. El Sol expulsa materia cargada de forma continua, esa corriente deforma el campo magnético terrestre, y parte de la energía acaba precipitando sobre la atmósfera polar. El mismo sistema que produce las luces puede dañar satélites y redes eléctricas.

El viento solar, un flujo permanente

La corona solar está tan caliente que su gravedad no puede retenerla. Las partículas escapan en todas direcciones y forman el viento solar, una corriente de electrones y protones que viaja por el medio interplanetario. Su velocidad y densidad cambian según la actividad del Sol y según la región de la corona de la que proceda.

A ese flujo continuo se suman las eyecciones de masa coronal, expulsiones bruscas de plasma y campo magnético que pueden alcanzar la Tierra en uno o varios días. Cuando una de ellas apunta hacia nosotros, el impacto es mucho más enérgico que el del viento solar habitual.

La magnetosfera como escudo

El campo magnético terrestre actúa como un obstáculo. El viento solar no puede penetrar directamente y se ve obligado a rodearlo, creando una cavidad enorme: la magnetosfera. En el lado diurno, la frontera se sitúa a unos diez radios terrestres en condiciones habituales; en el lado nocturno, el campo se estira en una larga cola magnética.

La mayor parte del plasma es desviada, pero no toda. Las líneas de campo atrapan partículas en regiones como los cinturones de radiación, y las reconexiones magnéticas en la cola aceleran electrones hacia la atmósfera. Sin magnetosfera, el viento solar erosionaría la atmósfera superior de forma mucho más agresiva.

Los óvalos aurorales

Las auroras no aparecen en cualquier lugar. Se concentran en dos anillos, los óvalos aurorales, centrados en los polos geomagnéticos. Esos anillos delimitan las líneas de campo que canalizan las partículas hacia capas altas de la atmósfera, a entre unos cien y varios cientos de kilómetros de altura.

Cuando la actividad geomagnética aumenta, los óvalos se ensanchan y descienden en latitud. Por eso una tormenta fuerte permite ver auroras desde lugares donde nunca se ven. La altura de la emisión y su color dependen de qué gas se excita y a qué altitud ocurre la colisión.

Tormentas geomagnéticas

Una eyección de masa coronal con campo magnético orientado de forma favorable puede acoplarse a la magnetosfera y transferirle una gran cantidad de energía. El resultado es una tormenta geomagnética: corrientes intensas en la ionosfera, perturbaciones del campo magnético medibles en superficie y auroras extendidas.

Las tormentas se clasifican en una escala que va de condiciones leves a extremas, según la intensidad de la perturbación del campo geomagnético. Esa escala no describe un peligro para las personas, sino el grado de alteración del entorno espacial cercano a la Tierra.

Efectos sobre la tecnología

Las corrientes inducidas por una tormenta pueden circular por tuberías, vías de ferrocarril y líneas de transmisión eléctrica. En casos extremos, los transformadores sufren sobrecalentamientos y se producen apagones regionales. Las redes de mayor latitud son más vulnerables porque la perturbación es más intensa allí.

En órbita, el plasma caliente aumenta la carga electrostática de los satélites, degrada sus paneles solares y altera la propagación de las señales de radio y de los sistemas de navegación. La densificación de la atmósfera superior durante una tormenta fuerte incrementa además la resistencia aerodinámica y acelera la caída de objetos en órbita baja.

• Los astronautas fuera de la protección de la magnetosfera reciben dosis mayores de radiación.
• Las comunicaciones por alta frecuencia pueden interrumpirse en latitudes altas.
• Los sistemas de posicionamiento por satélite pierden precisión durante las perturbaciones.
• Las aerolíneas polares pueden necesitar rutas alternativas y mayor vigilancia de la radiación.

Observar auroras con criterio

Para ver una aurora hacen falta tres cosas: actividad geomagnética suficiente, cielo despejado y un horizonte norte despejado de luces. Las cámaras actuales detectan auroras tenues que el ojo no distingue, porque acumulan luz durante segundos y captan el rojo profundo con más sensibilidad.

La predicción se basa en la observación del Sol y en el monitorizado del viento solar en el punto de Lagrange situado entre el Sol y la Tierra. Ese aviso llega con menos de una hora de antelación, suficiente para preparar el equipo pero insuficiente para una planificación larga. El clima espacial es, en ese sentido, un pronóstico a muy corto plazo.

Bajo una aurora intensa se entiende de golpe la escala del sistema: una eyección solar, un campo magnético planetario y una atmósfera respirable actuando juntos. Lo que vemos como cortinas de luz es la firma visible de un proceso que conecta el Sol con la tecnología de la vida diaria.