Actividade solar (III)

1989/06/01 Arregi Bengoa, Jesus Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Astronomia

O tipo de actividade do Sol que máis inflúe sobre a Terra son as erupciones. Así foi, por exemplo, o que se desenvolveu o pasado 6 de marzo, relacionado cuns grandes morenos que podían verse sobre a superficie do Sol. Minutos despois, e ata que a situación recuperouse, moitas das comunicacións radiofónicas non puideron levar a cabo. Máis adiante veremos tamén a razón exacta deste fenómeno, pero primeiro teremos que facer unha breve análise das erupciones.

Como se comentou en artigos anteriores, o campo magnético solar evoluciona localmente. Aínda que non é fácil, e debido ao movemento da materia, ás veces as liñas magnéticas se apilan formando tubos. Nesta situación, debido ás forzas entre elas, algunhas se deforman subindo pola superficie do Sol creando una estrutura en forma de aro (ver figura 1). A alta intensidade do campo magnético detén as correntes de convección das bases da estrutura, creando puntos negros nas dúas rexións nas que o tubo corta a superficie. Por tanto, as polaridades dos elementos do par de negrones creados son contrarias. Esta particularidade que non mencionamos até agora ten a súa importancia.

O fenómeno era coñecido grazas ás medicións realizadas mediante magnetómetros situados na Terra. Ademais, ocorre o seguinte: Se a dirección da polaridad positiva e negativa de párelos de bronceado dun dos dous hemisferios solares é de leste a oeste, no outro ocorre ao revés e, ademais, a dirección de cada hemisferio varía nun ciclo de once anos. Por iso, algúns falan dun período de vinte anos paira ter en conta este investimento.

Pero aínda non falamos de nada que nos digan das erupciones. Cal é a orixe destes fenómenos violentos? A liberación de enerxía prodúcese nos aros mencionados. A pesar de que se elaboraron diferentes modelos paira explicar a orixe da inestabilidade, non hai consenso en relación a este problema. No entanto, ao ser una das observacións que mellor se adapta á experiencia, destaca a aproximación dos aros de diferente polaridad. Segundo as súas liñas principais, a interacción de campos magnéticos produciríase en centímetros ou metros ao aproximar un aro recentemente creado a outro anterior (ver figura 2).

Entón, entre os tubos produciríanse correntes eléctricas moi fortes e as súas materias, electróns e protones, sobre todo, serían expulsados a gran velocidade, como dúas placas magnéticas atractivas no interior dun líquido expulsarían o faldón intermedio. A liberación de enerxía é enorme e prodúcese de forma diferente (na figura 3 se esquematiza o que se expón a continuación). Como se mencionou anteriormente, nun principio os protones e os electróns son lanzados coa aceleración provocada polo campo eléctrico de miles de voltios. A maioría destas fraccións quedan expostas ao aro magnético e desprázanse en función delas, realizando percorridos circulares ao redor das liñas magnéticas. Na súa viaxe emiten raios X violentos e microondas. As últimas son consecuencia do efecto sincrotrón, é dicir, da radiación que emiten as fraccións cargadas por levar un movemento espiral.

O resto débese ao proceso denominado “bremsstrahlung”. Isto prodúcese cando os lotes de fraccións son moi estreitos. Entón, o campo magnético aumenta moito e a radiación sincrotrón supón una perda de enerxía moi elevada. Por tanto, as fraccións están sometidas a un proceso de freado e á súa vez emiten radiación enerxética.

A medida que as fraccións se van achegando aos pés do aro, as rexións maternas de maior densidade atravesan dous efectos: por unha banda, o quecemento da materia que ás veces alcanza os 10 millóns de graos de temperatura e por outro, as reaccións nucleares que provocan os protones ao chocar cos núcleos dos átomos. O primeiro fai que emita gases, raios X, radiación ultravioleta e luz da liña H-alpha do espectro do hidróxeno, e ademais eleva o gas quente cara ao aro, a unha velocidade duns centos de quilómetros por segundo. En canto ao segundo, os protones provocan reaccións nucleares cos átomos que atopan no seu camiño, emitindo neutróns de gran enerxía e trámites gamma. Esta interpretación esixe, por tanto, aceleracións iniciais máis fortes dos protones que as anteriores, con campos que deberían ser de 1.000 millóns de voltios.

Por tanto, describimos as erupciones como un gran acelerador de fraccións. Aínda que esta visión parece bastante coherente, non lle faltan lagoas. Quizá o máis importante é o que se deriva da observación realizada ao final do parágrafo anterior, xa que asumimos sen grandes explicacións que as aceleracións que ocupan as fraccións obtéñense por interacción de campos magnéticos. Debemos recoñecer, sen dúbida, que a obtención dunha enerxía solar de 10 millóns de billóns (1019) de quilowatts hora é una tarefa moi difícil no curto tempo que duran as observacións. É máis difícil si temos que dar saída a toda esa enerxía mediante fraccións aceleradas. Segundo algúns científicos que estudan o sol, a acumulación de enerxía nas erupciones comezaría co quecemento dunha contorna gaseoso de gran volume. Este gas podería emitir raios X e dar moita enerxía á atmosfera. As erupciones poden ser complexos híbridos destes e outros procesos.

Por último, analizamos todos os fenómenos necesarios paira comprender as consecuencias da actividade solar sobre a Terra. No próximo número comezaremos a analizar de forma directa estas conclusións, como son os ósiles polares, o condicionamento das radiocomunicaciones ou o cambio climático.