Arrojar luz sobre las partículas energéticas solares
A medida que las naves espaciales se alejan del campo magnético protector de la Tierra, están cada vez más expuestas a la radiación. Las partículas energéticas solares (PES), partículas cargadas que el Sol expulsa casi a la velocidad de la luz durante las erupciones solares, representan un peligro único. Por ejemplo, durante las grandes erupciones solares, la intensidad de las partículas en el espacio interplanetario puede ser varios órdenes de magnitud superiores a la radiación de fondo de los rayos cósmicos originados fuera del Sistema Solar. «Cuando un suceso de PES golpea una nave espacial, puede dar lugar a diferentes efectos negativos», explica el coordinador del proyecto SERPENTINE, Rami Vainio, de la Universidad de Turku (Finlandia). «Los altos niveles de radiación absorbidos por los componentes electrónicos de a bordo pueden provocar fallos en los componentes. Incluso una sola partícula cargada de energía puede causar el mal funcionamiento de un componente, lo que puede suponer la pérdida de la nave espacial».
Sucesos de partículas energéticas solares generalizados
El proyecto SERPENTINE, financiado con fondos europeos, tenía por objeto identificar las causas principales de los sucesos de PES generalizados. «Aún no se comprende del todo estos fenómenos —comenta Vainio—. También queríamos entender mejor los mecanismos que subyacen a la aceleración de partículas». Para ello, el equipo del proyecto analizó un gran número de sucesos de PES observados por diferentes naves espaciales en el Sistema Solar interior. Se recopilaron datos de las naves Solar Orbiter y BepiColombo de la ESA, de la sonda Parker Solar y de STEREO-A de la NASA, así como de varias naves cercanas a la Tierra. «Gracias a ello, pudimos determinar muchas de las características principales de cada suceso de PES —agrega Vainio—. Después analizamos algunos sucesos con más detalle con simulaciones numéricas de la aceleración de partículas en el espacio interplanetario».
Ondas de choque interplanetarias y eyecciones de masa coronal
El equipo del proyecto identificó con esos datos diferentes factores que explican los sucesos PES generalizados. «Descubrimos que suelen estar implicadas fuentes amplias, como las ondas de choque interplanetarias impulsadas por las eyecciones de masa coronal (EMC) —explica Vainio—. Sin embargo, no todas las observaciones se pueden explicar por esta fuente amplia». El proyecto proporcionó asimismo pruebas fehacientes de que tanto los iones como los electrones se aceleran en los choques impulsados por las EMC, algo que en el caso de los electrones ha sido objeto de debate durante mucho tiempo. «En SERPENTINE no solo teníamos objetivos científicos —observa Vainio—. También publicamos un gran número de herramientas de análisis de datos, catálogos y conjuntos de datos que se desarrollaron durante el proyecto. Nuestro objetivo era que toda la comunidad pudiera aprovechar los resultados del proyecto».
Herramientas de análisis para las fases tempranas de las erupciones solares
A fin de ahondar en los hallazgos de SERPENTINE, se han puesto en marcha dos proyectos financiados con fondos europeos: SOLER y SPEARHEAD. «En SOLER se seguirán desarrollando herramientas de análisis para las fases tempranas de las erupciones solares», afirma Vainio. «Este es el momento en el que creemos que se produce la aceleración de las partículas a las energías más altas. SPEARHEAD se centrará en cómo las erupciones solares modulan las PES y los rayos cósmicos. Se prevé que estos proyectos de continuación ofrezcan conocimientos más detallados sobre cuestiones como los procesos de aceleración de partículas cerca del Sol». Hacia el final del actual ciclo de actividad solar, Vainio espera que se haya logrado una comprensión coherente sobre cómo se originan los sucesos de PES y cómo se propagan a través del Sistema Solar. «Al final, la única manera de aumentar la seguridad de las operaciones espaciales mediante la mitigación de los efectos de las tormentas de radiación solar es comprendiendo mejor las PES —agrega Vainio—. Esto posibilitará desarrollar modelos lo bastante buenos para predecir su evolución. Ese es el objetivo a largo plazo de nuestra investigación para comprender los sucesos de PES».
Palabras clave
SERPENTINE, solar, espacio, radiación, nave espacial, Sol, interplanetario, cósmico