Herramientas para predecir mejor eventos de partículas energéticas solares
HESPERIA (High Energy Solar Particle Events foRecastIng and Analysis) se propuso alcanzar tres objetivos principales: crear herramientas de predicción nuevas basadas en los modelos de predicción empíricos UMASEP y REleASE; aumentar el conocimiento científico sobre los mecanismos físicos responsables de los SEP; y estudiar la posibilidad de incorporar sus resultados en servicios meteorológicos espaciales futuros. «Predecir las tormentas de radiación de partículas solares, los eventos SEP, reviste interés para la actividad relacionada con las astronaves y su lanzamiento, así como para la evaluación de las condiciones de propagación de ondas de radio en la ionosfera polar terrestre», explicó Olga Malandraki, investigadora sénior del Observatorio Nacional de Atenas y coordinadora del proyecto. La mejora de las predicciones de SEP aumentaría la seguridad de la exploración espacial y ayudaría a las aerolíneas a evitar la radiación consiguiente. Antes de la puesta en marcha de HESPERIA en 2015, existía la necesidad de que los nuevos servicios pudieran predecir las tormentas de partículas solares con mucha más precisión. El proyecto abasteció las necesidades de herramientas de predicción de SEP con predicciones precisas en tiempo real de eventos de SEP de gran tamaño en el rango energético de 30 a 50 MeV y protones con más de 500 MeV. Para lograrlo, el equipo de la Dra. Malandraki construyó herramientas nuevas —HESPERIA UMASEP-500 y HESPERIA REleASE— basadas en modelos de predicción empírica UMASEP y REleASE respectivamente, cuyo alto rendimiento es muy apreciado entre los científicos. El primer modelo emplea características específicas de la actividad solar para predecir SEP, mientras que el segundo se sirve de las partículas que viajan a mayor velocidad y que suelen alcanzar las aeronaves antes de las predicciones. HESPERIA UMASEP-500 crea predicciones en tiempo real de eventos de GLE a partir del análisis de rayos X blandos y el flujo diferencial de protones medido por la red de satélites GOES. «El principal aspecto innovador de nuestra herramienta es que aprovecha los datos de protones de las aeronaves para predecir SEP, lo cual permite adelantarse a las predicciones de otros modelos basados en mediciones terrestres de neutrones», indicó la Dra. Malandraki. HESPERIA REleASE, en comparación con otras herramientas, reduce los falsos positivos y aumenta la probabilidad de detectar protones energéticos entre 30 y 50 MeV. Su mecanismo se basa en el empleo como precursores de electrones relativistas y casi relativistas de las aeronaves ACE y SOHA. Las dos herramientas están disponibles en el sitio web del proyecto. Un conocimiento mejor de los mecanismos relacionados con las SEP Además de las herramientas de predicción, HESPERIA ofreció datos relevantes sobre los mecanismos físicos que dan lugar a las SEP, en particular la frecuencia y duración de los eventos de rayos gamma en energías fotónicas superiores a los 100 MeV, así como la relación entre la ocurrencia protónica «interplanetaria» (IP) en la Tierra y los protones en el Sol. «Un descubrimiento importante fue que la larga duración de los eventos de rayos gamma van de la mano de explosiones de rayos X blandos y la formación de bucles coronales tras las expulsiones de masa coronal (CME)», declaró la Dra. Malandraki en relación con el análisis realizado en el proyecto sobre eventos de rayos gamma por encima de los 100 MeV, los cuales aún deben aclararse en mayor medida para desentrañar los procesos de aceleración de partículas en el Sol que dan lugar a SEP en 1 unidad astronómica. «Además, la larga duración de los eventos de rayos gamma van en paralelo a impulsos de radio de tipo II en ondas decamétricas y mayores, los cuales tienen su origen en electrones acelerados por ondas de choque en la corona superior y en el medio interplanetario». En relación con la ocurrencia de protones solares e interplanetarios, el consorcio descubrió que la cantidad relativamente pequeña de protones de más de 500 MeV en las erupciones impulsivas reduce en gran medida la probabilidad de que estas contribuyan notablemente a la población interplanetaria. «Por otro lado, la cantidad de protones de más de 500 MeV en las emisiones continuadas aumenta enormemente la posibilidad de que procedan de la población interplanetaria, muy probablemente a través de la reserva de SEP que se forma en las etapas posteriores del choque provocado por CME. En conclusión, los choques provocados por CME son la fuente principal de protones energéticos solares tanto en el Sol como en el espacio interplanetario incluso a energías superiores a 500 MeV», explicó la Dra. Malandraki. La comunidad dedicada a la meteorología espacial, donde se incluyen los operadores de plataformas de lanzamiento, la aviación civil y las empresas de satélites, ha mostrado un «gran interés» en las herramientas de HESPERIA, según la Dra. Malandraki. También confía en que los resultados del proyecto sean útiles en breve para el programa de la ESA sobre Conocimiento del Medio Espacial (SSA), y que puedan ser aprovechados por el CCMC de la NASA (donde se trabaja por reunir la nueva generación de modelos sobre la meteorología espacial).
Palabras clave
HESPERIA, eventos de partículas energéticas solares, partícula solar, UMASEP, REleASE, meteorología espacial, aeronave, exploración espacial, radiaciones, actividad solar, eventos de mejora terrestre, GLE, predicción, eyección de masa coronal