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¿Quién se Asusta de las Llamaradas Solares?

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¿Quién se Asusta de las Llamaradas Solares?

Sorprendentemente, la actividad solar puede ser beneficiosa para los astronautas.

NASA

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Octubre 7, 2005: El mes pasado, el Sol enloqueció. Casi todos los días, durante dos semanas a comienzos de septiembre, brotaron llamaradas solares de una mancha solar gigante llamada "región activa 798/808." Rayos X ionizaron las capas superiores de la atmósfera de la Tierra, y protones solares acribillaron la Luna. No era un buen momento para estar en el espacio.

ver leyenda¿O quizás sí lo era?

Durante las tormentas, algo extraño sucedía a bordo de la Estación Espacial Internacional (EEI): Los niveles de radiación descendieron.

"La tripulación de la EEI absorbió un 30% de rayos cósmicos menos de lo habitual," dice Frank Cucinotta, jefe de salud radiológica del Centro Espacial Johnson de la NASA. "De hecho, las tormentas mejoran el ambiente de radiación dentro de la Estación."

Derecha: La Estación Espacial Internacional. [Más Información]

Este fenómeno se conoce desde hace mucho tiempo. Los científicos lo llaman "Reducción de Forbush," en honor al físico americano Scott E. Forbush, que estudió los rayos cósmicos durante los años 30 y 40. Cuando los rayos cósmicos golpean la capa más alta de la atmósfera terrestre producen una lluvia de partículas secundarias que pueden llegar hasta la Tierra. Monitoreando estas lluvias Forbush observó que, contrariamente a lo que se esperaba, las dosis de rayos cósmicos disminuye cuando la actividad solar es elevada.

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La razón es sencilla: cuando las manchas solares explotan, frecuentemente arrojan enormes nubes de gas caliente lejos del Sol. Estas nubes, llamadas CMEs (eyecciones de masa coronal), contienen no sólo gas sino también campos de fuerza magnética, nudos de magnetismo arrancados del Sol por la explosión. Los campos magnéticos desvían las partículas cargadas, de modo que cuando una CME pasa más allá de la Tierra, también arrastra la mayor parte de los rayos cósmicos cargados eléctricamente, que de otro modo chocarían con nuestro planeta. En esto consiste la "Reducción de Forbush."

Dondequiera que las CME aparezcan, los rayos cósmicos son desviados. La Reducción de Forbush ha sido observada en la Tierra y en la órbita terrestre a bordo de la MIR y de la EEI. Las astronaves Pioneer 10 y 11 y Voyager 1 y 2 la han experimentado también allende la órbita de Neptuno.

Una simple CME puede suprimir los rayos cósmicos durante varias semanas. La actividad solar sostenida puede suprimirlos durante mucho más tiempo: "Inesperadamente, el Sol ha estado activo en el año 2005," observa Cucinotta. Desde enero, los astrónomos han contado 14 potentes llamaradas solares de clase X y un número todavía mayor de CMEs. Como consecuencia, "la tripulación de la EEI ha absorbido menos rayos cósmicos a lo largo de todo el año".

ver leyendaDerecha: Scott E. Forbush descubrió la sorprendente relación inversa entre la actividad solar y los rayos cósmicos. [Más Información]

El resultado final es inesperado porque las llamaradas y CMEs son por sí mismas fuentes de radiación letal. En particular, las CME producen "tormentas de protones". Con rumbo a la Tierra, las CME corren por la atmósfera exterior del Sol, abriéndose paso entre el gas caliente a velocidades que superan el millón y medio de kilómetros por hora. Los protones que entran en el camino de una CME pueden ser acelerados a energías peligrosas.

Ningún astronauta desea encontrarse una nube de protones solares de alta energía. Las tormentas severas son nocivas; la exposición a ellas causa vómitos, fatiga y reducción de glóbulos rojos. Sin atención médica, un astronauta enfermo de radiación podría morir. Ahora las buenas noticias: Pocos protones solares consiguen penetrar las paredes de las naves espaciales de la NASA. Mientras los astronautas permanezcan en su interior están a salvo.

Los rayos cósmicos son diferentes... son peores. Los rayos cósmicos están supercargados de partículas subatómicas que llegan principalmente de fuera de nuestro sistema solar. Las fuentes incluyen explosiones de estrellas, agujeros negros y otros tipos que superan al Sol en violencia. A diferencia de los protones solares, los cuales son relativamente fáciles de detener con materiales tales como aluminio o plástico, los rayos cósmicos no pueden ser completamente detenidos por ninguna tecnología protectora conocida.

Incluso en el interior de las naves, los astronautas están expuestos a una pequeña lluvia de rayos cósmicos que atraviesa las paredes. Las partículas penetran en la carne, produciendo daños microscópicos en los tejidos. Un posible efecto secundario es la rotura de ADN, la cual puede con el tiempo producir cáncer, cataratas y otras enfermedades.

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Arriba: Cantidades globales de neutrones de un rayo cósmico monitoriado por la estación de Moscú. Los niveles de radiación descendieron a principios de septiembre, durante un período de intensa actividad solar. [Más Información]

Nadie sabe todo lo que los rayos cósmicos pueden producir en los seres humanos. "No hemos permanecido en el espacio durante el tiempo suficiente," dice Cucinotta..

Excepto durante los breves viajes a la Luna hace cuarenta años, nos explica, los astronautas nunca han estado totalmente expuestos a los rayos cósmicos de la galaxia. Cerca de la Tierra, donde orbita la EEI, la tripulación está protegida no sólo por las paredes de la nave sino también por el campo magnético terrestre y el gigantesco cuerpo sólido de la Tierra. Un viaje de seis meses a Marte, lejos de estos escudos naturales, sería algo nuevo. ¿Cuáles son los peligros de un largo viaje? ¿Cuánta protección se necesita para mantener a los astronautas a salvo? Los investigadores de la NASA están estudiando estos interrogantes.

Una cosa está clara: "El descenso de la exposición es algo positivo," dice.

El Sol puede ayudar. Cada 11 años, la actividad solar alcanza un punto frenético llamado Máximo Solar. El último aconteció en el año 2000; están previstos futuros episodios en 2011 y 2022. Durante el Máximo Solar, las CME se producen diariamente, y el viento solar lanza intricados campos magnéticos por el sistema solar interior, de forma rutinaria. Estos campos proporcionan una medida protectora adicional para los viajes a la Luna y Marte, disminuyendo hasta mas de 30% la intensidad de los rayos cósmicos que pueden oscilar en un rango de energía biológicamente peligrosa de 100 a 1000 megaelectronvoltios. Los encargados de las misiones del futuro podrían programar largos viajes por el sistema solar de tal manera que coincidan, aproximadamente, con el Máximo Solar, aprovechando así la reducción de rayos cósmicos.

Después de todo, quizá las llamaradas solares no sean tan hostiles.

Créditos y Contactos

Autor: Dr. Tony Phillips
Funcionario Responsable de NASA: John M. Horack
Editor de Producción: Dr. Tony Phillips
Curador: Bryan Walls


Relaciones con los Medios: Steve Roy Traducción al Español: Fernando Muñoz / Carlos Román
Editor en Español: Héctor Medina
El Directorio de Ciencias del Centro Marshall para Vuelos Espaciales de la NASA patrocina el Portal de Internet de Science@NASA que incluye a Ciencia@NASA. La misión de Ciencia@NASA es ayudar al público a entender cuán emocionantes son las investigaciones que se realizan en la NASA y colaborar con los científicos en su labor de difusión.