Amenazas Espaciales: Recent Episodes
DJ KEN
Una red mundial de científicos vigila constantemente el firmamento. La chatarra espacial, los asteroides y el clima espacial son los principales peligros que nos acechan. La basura o chatarra espacial se constituye por residuos tecnológicos de satélites que orbitan alrededor del planeta, hasta 6.000 toneladas, 20.000 fragmentos, de material inútil que se ha acumulado, girando en su danza cósmica, desde el lanzamiento del primer satélite artificial en 1957 (el célebre Sputnik soviético). Los asteroides también pueden alcanzar la Tierra. En realidad la caída de meteoritos es muy frecuente, pero su tamaño es tan reducido que no supone ninguna amenaza. El clima espacial son los fenómenos causados en el medio interplanetario por la actividad del Sol. Las fulguraciones solares emiten radiaciones muy energéticas, como rayos X, o partículas de más baja energía, como protones, que serían fatales para la Tierra de no ser por el campo magnético terrestre, la magnetosfera, que las frenan y las desvían a los polos, donde forman las vistosas auroras boreales y australes. Cuando la llegada de este viento solar es muy intenso pueden variar nuestro campo magnético y afectar a nuestras redes eléctricas. WIKIPEDIA
A fury is building on the surface of the Sun – high-velocity jets, a fiery tsunami wave that reaches 100,000 kilometers high, rising loops of electrified gas. What's driving these strange phenomena? How will they affect planet Earth? Find the answers as we venture into the seething interior of our star.
Solar Superstorms is a major new production that takes viewers into the tangle of magnetic fields and superhot plasma that vent the Sun's rage in dramatic flares, violent solar tornadoes, and the largest eruptions in the solar system: Coronal Mass Ejections.
The show features one of the most intensive efforts ever made to visualize the inner workings of the sun, including a series of groundbreaking scientific visualizations computed on the giant new supercomputing initiative, Blue Waters, based at the National Center for Supercomputing Applications (NCSA), University of Illinois.
Un grupo de peligrosos alienígenas lanza un ataque sorpresa en la Tierra: la gente es abandonada moribunda en la calle, los Gobiernos desaparecen, las ciudades son destruidas, y un virus mortal se propaga rápidamente. ¿Puede sobrevivir la humanidad, o este es el fin?
¿Y si, por primera vez en cuatro mil quinientos millones de años, la Tierra fuera sacada de su órbita ... enviando a nuestro planeta en un camino de colisión hacia el Sol. La caída mortal de la Tierra dura 65 días, provocando huracanes masivos, tormentas de arena y temperaturas que alcanzan más de 200 grados, una ola de calor tan infernal que mata a todas las personas y practicamente todos los seres vivientes del planeta. ¿Podría la humanidad sobrevivir si la tierra es sacada de su órbita o nos veríamos avocados a la extinción?
La Tierra está a punto de ser sometida al bombardeo de radiación cósmica más potente del universo. Un rayo gamma, producido por la colisión de dos estrellas, atraviesa la atmósfera y siembra la destrucción en medio planeta. Al otro lado del globo, América se enfrenta a una muerte más lenta: la radiación ultravioleta y la hambruna amenazan con extinguir a la humanidad. ¿Cómo sobrevivirán los últimos seres humanos?
Una tormenta solar alcanza a la Tierra y convierte nuestras infraestructuras eléctricas en ruinas humeantes. ¿Cómo se las arreglaría la humanidad sin electricidad?
En la galaxia, hay el doble de planetas errantes que de estrellas. ¿Qué pasaría si un planeta anillado del tamaño de Neptuno se dirigiera contra la Tierra? En menos de cuatro horas, con la humanidad presa del pánico, la gravedad del planeta errante destrozaría la Luna, desataría corrientes de vientos supersónicos, despertaría todas las fallas y volcanes y, finalmente, haría estallar a la Tierra en pedazos.
Aunque invisible, una amenaza de catástrofe procedente del espacio se cierne sobre la humanidad. Se trata de un gigantesco agujero negro que se aproxima a la Tierra casi a la velocidad de la luz. A medida que se acerca, sus enormes fuerzas gravitacionales provocan terremotos, erupciones volcánicas y tsunamis más grandes que cualquiera que hayamos visto jamás.
Hace 65 millones de años, el impacto de un asteroide provocó una serie de catástrofes que condujeron a la desaparición de los dinosaurios. ¿Qué pasaría si un cuerpo espacial del mismo tamaño se estrellase cerca del mismo lugar de nuevo? ¿Cómo haría frente la humanidad a una tormenta de rocas, mega tsunamis, incendios fuera de control, temperaturas propias de altos hornos y una capa de ozono destruida? ¿Quién podría sobrevivir... y quién perecería?
De manera inmediata el Sol comienza su fase de gigante roja. En los primeros días empieza a hacer más calor y más luz. Una ola de calor sin fin. Primero la temperatura ha aumentado a 55 Grados en Manhatthan donde hace calor y la gente empieza a sentirlo. Los aviones se demoran en despegar y los incendios forestales se hacen abundantes. En Estados Unidos empieza a crecer bambú como en China y el Sudeste Asiático, Mientras que los sauces, robles y flores mueren, los cultivos fracasan y los humanos migran al campo. La Antártida empieza a quedarse sin hielo y a volverse un bosque tropical. A Medida que la temperatura aumenta a 100 Grados los humanos abandonan las ciudades y se mudan a bajo tierra donde las piletas, alcantarillas, lagos y ríos se evaporan muy rápido. Para ir a la superficie usan trajes espaciales para el calor. Cuando sube a 150 Grados cualquier vida muere, los océanos se evaporan y Manhatthan se convierte en una colina sobre un desierto. Los Bambús no viven aquí y mueren carbonizados. El oxígeno baja en la atmósfera y el fuego deja de existir. Artefactos, botellas y empaques se derriten y latas de gaseosa y jugo explotan por el calor. El metal se expande y deja los edificios inaccesibles. Los desiertos salinos ocupan los océanos y la temperatura aumenta a 370 Grados, El Hormigón se evapora y se destruye, matando a todas las ciudades. Las pirámides de Egipto y Stonehenge sobreviven en el calor. La Temperatura aumenta a 1300 Grados, Las Pirámides arden por el calor y Stonehenge se derrite. La cantidad de hidrógeno del Sol se acaba y empieza a consumir helio, carbono y oxígeno se transforma en un Gigante Rojo y devora a Mercurio y Venus. La humanidad restante sobrevive en Europa, una una de Júpiter que ahora es una luna caliente con 35 Grados de Temperatura. La Tierra es tragada por un viejo Sol y acaba con el gran planeta azul.
Previsión de la meteorología espacial para los próximos años: tormentas solares, con posibles apagones catastróficos en la Tierra. ¿Estamos preparados? El jueves 1 de septiembre de 1859 Richard Carrington, un fabricante de cerveza de 33 años aficionado a la astronomía, acudió a su observatorio particular cerca de Londres. Abrió la rendija de la cúpula y ajustó su telescopio para proyectar sobre una pantalla una imagen de 28 centímetros del Sol. Estaba dibujando manchas solares sobre un papel dispuesto encima de la pantalla cuando, de pronto, ante sus ojos aparecieron «dos brillantes haces de luz blanca» en medio del enorme grupo de manchas solares que había trazado. Mientras esto sucedía, la aguja que pendía de un hilo de seda en el magnetómetro del Observatorio Kew de Londres comenzó a bailar frenéticamente. Antes del amanecer del día siguiente, enormes luminiscencias rojas, verdes y púrpuras iluminaban los cielos en latitudes tan meridionales como Hawai y Panamá. Campistas en las Montañas Rocosas, confundiendo la aurora boreal con el alba, empezaron a prepararse el desayuno.
La fulguración que Carrington había observado fue el anticipo de una supertormenta solar, una gigantesca explosión electromagnética que lanzó a toda velocidad hacia la Tierra miles de millones de toneladas de partículas cargadas. Cuando la onda invisible chocó con el campo magnético de nuestro planeta, generó corrientes eléctricas que se expandieron repentinamente a través de las líneas telegráficas. Varias estaciones quedaron fuera de servicio, aunque algunos telegrafistas vieron que podían desconectar las baterías y retomar las operaciones utilizando solo la electricidad geomagnética. «Estamos trabajando únicamente con la corriente de la aurora boreal, ¿cómo recibes lo que he escrito?», telegrafió un operador de Boston a otro de Portland, Maine. «Mucho mejor que con las baterías», le contestó.
Los operadores de los sistemas de comunicaciones y de las redes de trasmisión eléctrica actuales no habrían mantenido esa calma. Nunca se ha vuelto a producir una supertormenta tan intensa como la de 1859, por lo que es difícil calcular qué consecuencias tendría un fenómeno de tal magnitud en el mundo actual, mucho más interconectado que el de entonces. Pero podemos hacernos una idea recordando el apagón de Quebec del 13 de marzo de 1989, cuando una tormenta solar cuya intensidad fue una tercera parte inferior a la que presenció Carrington dejó fuera de servicio, en dos minutos, una red eléctrica que suministraba energía a más de seis millones de clientes. Una tormenta como la de Carrington podría inutilizar más transformadores de los que las compañías eléctricas tienen de reserva, y dejar a millones de usuarios sin luz, agua potable, tratamiento de aguas residuales, calefacción, aire acondicionado, combustible, servicio telefónico o alimentos y medicamentos perecederos durante los meses necesarios para fabricar e instalar otros nuevos. Un informe reciente de la Academia Nacional de Ciencias estadounidense estima que una tormenta así podría causar una destrucción económica equivalente a 20 huracanes Katrina, con un coste de uno a dos billones de dólares solo el primer año y cuya recuperación llevaría una década. «No podemos predecir qué hará el Sol con una anticipación de más de unos pocos días», se lamenta Karel Schrijver, del Laboratorio Solar y de Astrofísica Lockheed Martin en Palo Alto, California. Este año se espera el comienzo de un período de máxima actividad solar, y los centros de meteorología espacial están contratando más personal y esperando que no ocurra lo peor. «Intentamos comprender los efectos que la actividad solar puede tener en nuestra sociedad y cuál sería el impacto en el peor de los casos –añade–. Una vez identificada una amenaza de esta magnitud, lo correcto es prepararse. No hacerlo podría tener unas consecuencias imperdonables.»
Pocos objetos nos resultan tan familiares como el Sol –siempre está allí, en el cielo, cada día soleado– y sin embargo pocos hay que sean tan extraños. Basta mirar a través de un telescopio solar, y el cotidiano disco amarillo se transforma en un fantástico mundo en movimiento, en el que protuberancias del tamaño de un planeta se elevan en el espacio como medusas brillantes, para enroscarse sobre sí mismas y regresar horas o días más tarde con una danza sinuosa, como atraídas por una fuerza invisible.
El Sol no es sólido, ni líquido, ni gaseoso. Está constituido por plasma, «el cuarto estado de la materia», que se forma cuando los electrones son arrancados de los átomos y quedan libres junto a los protones. Todas esas partículas cargadas convierten el plasma solar en un poderoso conductor de la electricidad. El Sol, además, está plagado de campos magnéticos. La mayoría se encuentran bajo su superficie, pero algunos tubos de flujo magnético (haces de líneas del campo magnético), cuyo grosor puede ser superior al diámetro de la Tierra, emergen a la superficie en forma de manchas solares, marcando el lugar donde el magnetismo es más intenso. Esta actividad magnética crea las sinuosas coreografías que se desarrollan en la atmósfera del Sol y genera el viento solar, que arroja con fuerza al espacio millones de toneladas de plasma a una velocidad de 700 kilómetros por segundo.
Toda esta actividad está causada por la sorprendente e intrincada maquinaria de una estrella común. El núcleo del Sol, una incandescente esfera de plasma a 15 millones de grados centígrados y seis veces más densa que el oro, fusiona cada segundo 700 millones de toneladas de protones y los transforma en núcleos de helio, liberando en el proceso la energía de 10.000 millones de bombas de hidrógeno. El núcleo solar palpita suavemente, expandiéndose cuando la velocidad de fusión aumenta y contrayéndose cuando disminuye. Además de este profundo y lento palpitar se registran otros muchos ritmos, que van desde el ciclo de 11 años que caracteriza a las manchas solares hasta otros que abarcan siglos. La energía producida por la fusión en el núcleo del Sol es conducida al exterior por fotones de alta energía. La materia es tan increíblemente densa en esta zona radiativa que los fotones tardan más de 100.000 años en llegar a la zona convectiva, y para entonces habrán recorrido el 70?% del camino desde el centro del Sol hacia el exterior. Al cabo de un mes los fotones emergen a la fotosfera, la parte del Sol que vemos desde la Tierra. Una vez allí, tardan apenas ocho minutos en alcanzar la Tierra en forma de luz solar. Este gigantesco horno termonuclear hace muchísimo ruido. «El Sol suena como una campana, en millones de tonos diferentes», dice Mark Miesch, del Centro Nacional de Investigación Atmosférica, en Boulder, Colorado. Esos tonos generan en la superficie solar unas ondas que los expertos en heliosismología estudian para cartografiar las corrientes presentes en el interior de la zona convectiva. Los sensores heliosísmicos del Observatorio de Dinámica Solar (SDO), satélite de la NASA, han permitido recientemente detectar haces de líneas del campo magnético a una profundidad de 65.000 kilómetros bajo la superficie solar y predecir su emergencia, días más tarde, en forma de manchas solares.
Estos datos proporcionan información crucial acerca de cómo se forman las tormentas solares. El Sol, rodeado de polo a polo por las líneas del campo magnético global, funciona como una gigantesca dinamo. Las líneas de los campos magnéticos locales, entretejidas con el plasma en la zona convectiva, se retuercen, se doblan y emergen a la superficie, formando unos bucles que el plasma caliente y luminoso hace visibles. Cuando estos bucles coronales se entrecruzan, pueden causar las tremendas explosiones de plasma llamadas fulguraciones solares. Estas erupciones, que liberan una energía equivalente a cientos de millones de megatones de TNT, emiten rayos X y gamma al espacio y aceleran partículas cargadas hasta casi la velocidad de la luz.
El conocido como evento de Carrington fue una poderosa fulguración solar que produjo la segunda de un raro caso de dos eyecciones de masa coronal (EMC, gigantesca erupción de plasma caliente lanzado al espacio) consecutivas. La primera EMC tardó probablemente de 40 a 60 horas en llegar a la Tierra, abriendo paso a través del viento solar a la segunda, que nos alcanzó en menos de 17 horas. El efecto combinado del impacto comprimió la magnetosfera terrestre (la región donde el campo magnético del planeta interactúa con el viento solar) reduciendo su altitud normal de 60.000 kilómetros a 7.000 y anulando temporalmente los cinturones de radiación de Van Allen que rodean nuestro planeta. Las partículas cargadas que penetraron en la alta atmósfera generaron intensas auroras sobre gran parte de la Tierra. Hubo gente que pensó que su ciudad se estaba incendiando.
Probablemente una supertormenta del nivel de la fulguración de Carrington solo ocurra una vez cada varios siglos. Pero incluso tormentas de magnitud mucho menor pueden causar un daño considerable, especialmente a medida que los humanos nos hacemos cada vez más dependientes de las tecnologías que utilizan satélites. Las tormentas solares alteran la ionosfera, la capa de la atmósfera terrestre donde se forman las auroras, situada a más de 100 kilómetros de la superficie de la Tierra. Cuando los casi 11.000 vuelos comerciales que atraviesan cada año la región del polo Norte están por encima de los 80 grados de latitud –es decir, fuera del alcance de los satélites de comunicaciones que orbitan sobre el ecuador–, dependen de las señales de radio de onda corta que rebotan en la ionosfera. Cuando la actividad solar altera la ionosfera e interrumpe las comunicaciones de onda corta, los pilotos se ven obligados a cambiar la ruta, lo que puede suponer un coste de unos 80.000 euros por vuelo. La alteración de la ionosfera también afecta a las señales de GPS, ya que provoca errores de posición de hasta 50 metros. Eso significa que la supervisión y cartografía por satélite quedan suspendidas, las plataformas petrolíferas flotantes tienen dificultades para mantener su posición sobre el punto de extracción y los pilotos no pueden fiarse de los sistemas de aterrizaje por GPS.
También la radiación ultravioleta emitida durante las fulguraciones solares puede afectar las órbitas de los satélites, puesto que al calentar la atmósfera, frena su movimiento. La NASA calcula que cuando el Sol emite fulguraciones, la Estación Espacial Internacional desciende más de 300 metros al día. Las tormentas solares podrían también dañar los componentes electrónicos de los satélites de comunicaciones y convertirlos en «zombis», orbitando a la deriva. A diferencia de los satélites espaciales, la mayor parte de las redes eléctricas no tienen en su estructura protecciones contra la embestida de una poderosa tormenta geomagnética. Dado que los grandes transformadores están en contacto directo con el suelo, estas tormentas pueden inducir corrientes capaces de sobrecalentarlos, incendiarlos o causar su explosión. Las consecuencias podrían ser catastróficas. Según John Kappenman, de Storm Analysis Consultants, que estudia el impacto de la meteorología espacial sobre las redes eléctricas, una tormenta solar como la de mayo de 1921 podría causar un apagón en la mitad de América del Norte. Una similar a la de 1859 podría destruir la red eléctrica de todo el continente y llevar a millones de personas a vivir como en la era preeléctrica durante semanas o quizá meses. En palabras de Kappenman, «estamos jugando a la ruleta rusa con el Sol».
Al menos no estamos jugando a ciegas. En 1859 había pocos instrumentos para estudiar el Sol. Hoy los científicos realizan una monitorización constante de nuestra estrella mediante una impresionante flota de satélites que pueden tomar imágenes en rayos X y ultravioletas, bloqueados por la atmósfera terrestre. La antigua sonda espacial ACE (Advanced Composition Explorer) monitoriza el viento solar desde una órbita a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra en dirección al Sol. El Observatorio Solar y Heliosférico (SOHO) lleva 12 detectores que registran toda clase de datos, desde protones de alta velocidad en el viento solar hasta oscilaciones de baja velocidad. Las sondas STEREO, un par de satélites que orbitan alrededor del Sol, producen imágenes tridimensionales que revelan cómo se forman y proyectan al espacio las eyecciones de masa coronal (EMC). Por su parte, el Observatorio de Dinámica Solar (SDO), en órbita geosincrónica desde febrero de 2010, descarga a diario 1,5 terabytes de datos sobre la atmósfera, las oscilaciones y los campos magnéticos solares.
Pero aún queda un largo camino por recorrer. «La meteorología espacial está como lo estaba la terrestre hace 50 años» dice Douglas Biesecker, del Centro de Predicción Meteorológica Espacial de la NOAA, en Boulder, Colorado. Como el impacto de una tormenta solar depende en parte de cómo se alinee el campo magnético del Sol con el de la Tierra, los científicos no pueden estar seguros sobre su intensidad hasta que alcanza el satélite ACE, lo que a veces ocurre apenas 20 minutos antes de golpear en la Tierra. Por eso están centrándose en pronosticar la intensidad potencial de esas tormentas y el momento probable de su llegada a la Tierra, para así tener tiempo de proteger los sistemas vulnerables.
El pasado octubre la NOAA inauguró un nuevo modelo numérico llamado Enlil –por el dios sumerio de los vientos–, que predice cuándo una EMC impactará en la Tierra con un margen de error de seis horas, lo que duplica la precisión de los anteriores pronósticos. La predicción efectuada por Enlil para la llegada de una tormenta importante el 8 de marzo de este año tuvo una desviación de tan solo 45 minutos. Esa tormenta resultó finalmente poco dañina. Podríamos no tener tanta suerte la próxima vez.
«En este ciclo solar todavía no nos hemos enfrentado a ningún acontecimiento importante –apunta Biesecker–. Pero ahora sabemos que cuando se produzca uno, estaremos en condiciones de reconocerlo y de prepararnos.»
A lo largo de su historia, la Tierra ha recibido golpes constantes. Violentos cuerpos celestes surcan el Universo y amenazan con colisionar sobre la Tierra. Pero los científicos se esfuerzan por localizar esos "asesinos cósmicos" antes de que desencadenen el apocalipsis. En este documental veremos las posibles amenazas para la Tierra y los asteroides más grandes que han impactado en el planeta.
¿Qué podría suceder si una extraña fuerza oscura sacase a la Tierra de su órbita alrededor del Sol y nos lanzase a la deriva a través de la fría inmensidad del espacio, dejándonos a oscuras, helados, sin calor ni alimento? ¿Podría la humanidad sobrevivir a una catástrofe de estas proporciones?