Las tormentas solares no son nada excepcional para una estrella de gas y fuego como nuestro Sol. Sin embargo, para nosotros, pequeños seres humanos, a menudo son muy impresionantes y causantes de fenómenos meteorológicos increíbles.
Además, pueden resultar destructivos para nuestra civilización basada en la comunicación. Por eso la NASA creó un modelo que avisaría 30 minutos antes de la llegada de una tormenta particularmente devastadora.
¿Qué son las tormentas solares?
Una tormenta solar es un término que utilizamos para describir un proceso normal en la vida de nuestra estrella: las llamaradas solares. Se trata de acontecimientos que delatan la actividad del Sol y que son cíclicos, durante períodos de aproximadamente 11 años.
Estas erupciones solares ocurren principalmente en la superficie de las estrellas, al nivel de la fotosfera (la capa de gas superficial). Resultan en la proyección de chorros de materia ionizada, en respuesta a una acumulación de energía magnética, principalmente a nivel del ecuador solar. Al igual que ocurre con nuestras tormentas y otros ciclones, clasificamos las tormentas solares en diferentes categorías según su intensidad. Y, al igual que un huracán, estas tormentas pueden representar un peligro real.
La increíble tormenta de Carrington
La tormenta solar más poderosa registrada hasta la fecha tuvo lugar en 1859. Observada por el astrónomo Richard Carrington, de quien recibió su nombre, ¡fue particularmente impresionante! Comenzó la noche del 28 de agosto, según el huso horario americano. Entonces fueron enormes y extremadamente brillantes auroras boreales las que iluminaron el cielo y fueron visibles hasta el Mar Caribe. La tormenta continuó el 1 de septiembre con manchas solares anormalmente grandes, ¡algunas visibles a simple vista!
¡Un inmenso relámpago procedente de estos lugares y correspondiente a una erupción iluminó el cielo durante 10 minutos! Luego, la tormenta volvió a golpear la Tierra, la noche del 1 al 2 de septiembre. La aurora boreal volvió a iluminar el cielo. Sin embargo, esta tormenta no fue sólo hermosa. También causó bastante daño. Se crearon fuertes corrientes eléctricas en la red telegráfica hasta el punto de quemar muchos cables y electrocutar a algunos trabajadores.
Porque sí, las erupciones solares no están exentas de peligro para nosotros…
Impactos en nuestra civilización
Las auroras boreales ocurren principalmente en los polos porque allí el campo magnético de la Tierra es más débil.
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Normalmente, el campo magnético de la Tierra nos protege contra las partículas de las erupciones solares. Actúa como escudo y desvía la mayoría de estas partículas. Sin embargo, en los polos este escudo es más débil, lo que explica la formación de la aurora boreal.
Por otro lado, durante una erupción solar especialmente grande, muchas partículas muy calientes pueden llegar en grandes cantidades y desencadenar en la Tierra las llamadas tormentas magnéticas. Esto puede tener graves consecuencias para nosotros, en particular al dejar fuera de servicio nuestros satélites, de los que hoy somos muy dependientes. Además, a veces pueden extenderse al suelo. Luego crean enormes cortes de energía. Esto es lo que ocurrió en 1991, cuando una tormenta magnética paralizó parte de Canadá.
Por ello, los astrónomos siguen cada vez más estos fenómenos naturales. Por ejemplo, en 2020, la sonda europea Solar Orbiter despegó para comprender y monitorear mejor los cambios de humor del Sol.
Uso de inteligencia artificial para prevenir tormentas solares
La inteligencia artificial está recibiendo mucha atención estos días. Por tanto, no sorprende mucho que los científicos lo utilicen en astronomía. La NASA, en particular, está trabajando para crear modelos que permitan estudiar las tormentas solares con mayor precisión. El objetivo es desarrollar un sistema de alerta temprana que pueda advertir a la Tierra con antelación, especialmente en caso de una tormenta particularmente mortal y devastadora.
Para desarrollar un modelo de inteligencia artificial exitoso, se necesitan muchos datos. Por tanto, la NASA utilizó los procedentes de numerosos satélites cuya función es observar el Sol. En particular, recuperaron datos de ACE, Wind, IMP-8 y Geotail. Además, para predecir los impactos que tal o cual tormenta pueda tener en la Tierra, los astrónomos también recogieron datos de estaciones de superficie.
Luego se entrenó el modelo de inteligencia artificial con todos estos datos mediante un modo de aprendizaje profundo (el famoso “deep learning”). Este modelo, denominado DAGGER, presenta así un mejor rendimiento que otros algoritmos predictivos existentes. Su mayor cualidad es su velocidad. De este modo, DAGGER puede predecir la gravedad y la dirección de una tormenta solar en menos de un segundo. Además, es capaz de realizar una predicción cada minuto y de forma muy precisa.
30 minutos para actuar ante una tormenta solar mortal
De este modo, DAGGER podría advertir a nuestra vieja Tierra 30 minutos antes de la llegada de una tormenta solar extremadamente poderosa. Además, podría especificar el área donde es más probable que la tormenta sea devastadora. Sin embargo, es muy importante poder hacer predicciones a nivel local, para intentar limitar los impactos en esta zona.
El motivo de estos 30 minutos de respiro es la velocidad de la luz. Este último viaja más rápido que el material solar expulsado durante las erupciones. Sin embargo, las señales de radio que nos envían nuestros satélites (señales electromagnéticas) se propagan a la velocidad de la luz. Por tanto, el modelo de inteligencia artificial puede tratarlos y prevenirlos antes de la llegada de partículas de materia solar.
Pese a todo, una tormenta solar no afecta a todo el planeta. De hecho, sólo un lado de la Tierra se verá afectado, el otro estará protegido por… ¡la noche! Los daños aún podrían ser considerables. Grandes apagones podrían paralizar nuestra economía, que está ligada en gran medida a nuestras capacidades de comunicación. Desactivar nuestras redes eléctricas, Internet y móviles podría costar varios cientos de miles de millones y crear una crisis económica sin precedentes.
Por eso modelos como DAGGER adquieren todo su significado. Además, se lanzó en una plataforma de código abierto justo a tiempo para recopilar datos que corresponderán al pico del ciclo del Sol en 2025.
DAGGER puede integrarse en sistemas de evaluación de riesgos y así alertar a las personas adecuadas sobre el peligro…
Artículo publicado originalmente el 29 de mayo de 2023.
