To­car al as­tro rey

Una son­da se acer­ca­rá a 6.4 mi­llo­nes de ki­ló­me­tros de nues­tra es­tre­lla pa­ra es­tu­diar­la; se­rá el ob­je­to cons­trui­do por el ser hu­mano que más se ha­ya apro­xi­ma­do al as­tro rey.

Muy Interesante (Chile) - - SUMARIO - Por Bren­da Ca­ro­li­na Arias Mar­tín

La son­da es­pa­cial Par­ker par­te con rum­bo al Sol. Co­no­ce to­dos los de­ta­lles de es­ta mi­sión.

El Sol ha si­do un dios ve­ne­ra­do por mu­chas ci­vi­li­za­cio­nes a lo lar­go de la His­to­ria. Utu (su­me­rios), Ho­rus (egip­cios), He­lios (grie­gos), In­ti (in­cas), To­na­tiuh (me­xi­cas) e It­zam­ná (ma­yas) son só­lo al­gu­nos de los nom­bres que el as­tro rey ha te­ni­do en la mi­to­lo­gía an­ti­gua, dei­da­des muy im­por­tan­tes y res­pe­ta­das por las ci­vi­li­za­cio­nes que las crea­ron. La ener­gía que de él se des­pren­de y que lle­ga has­ta la Tie­rra ha ge­ne­ra­do un sin­fín de in­ter­pre­ta­cio­nes en fun­ción de ca­da cul­tu­ra y fi­lo­so­fía.

Co­mo Hu­ma­ni­dad, son in­con­ta­bles los lo­gros que he­mos te­ni­do. Un ejem­plo con­tun­den­te son los avan­ces en ma­te­ria de cien­cia y tec­no­lo­gía. He­mos lo­gra­do ha­za­ñas co­mo lle­gar a la Lu­na, pi­sar su sue­lo y re­co­ger ma­te­rial pa­ra es­tu­diar­lo en los la­bo­ra­to­rios te­rres­tres, y no só­lo en una oca­sión, sino en seis.

Hoy, cin­cuen­ta años des­pués, te­ne­mos la mi­ra­da mu­cho más le­jos: Sa­turno y sus ani­llos, Jú­pi­ter y sus lu­nas, y has­ta el pla­ne­ta enano Plu­tón, han si­do vi­si­ta­dos por son­das es­pa­cia­les cons­trui­das y di­ri­gi­das me­dian­te tec­no­lo­gía de pun­ta. Pe­ro aho­ra es­ta­mos a pun­to de vi­vir uno de los sue­ños más gran­des: to­car el Sol, acer­car­nos co­mo nun­ca an­tes a nues­tra es­tre­lla.

Del Sol co­no­ce­mos mu­chas ca­rac­te­rís­ti­cas, en­tre ellas su ta­ma­ño, su tem­pe­ra­tu­ra y la dis­tan­cia a nues­tro pla­ne­ta, da­tos con los que ha si­do po­si­ble pro­gra­mar el viaje que in­ten­ta­rá ‘to­car­lo’. Es­te 31 de ju­lio de 2018 la agen­cia es­pa­cial es­ta­dou­ni­den­se, la NASA, lan­za­rá la mi­sión Par­ker So­lar Pro­be (Son­da So­lar Par­ker) des­de el Cen­tro Es­pa­cial John F. Ken­nedy (Flo­ri­da, Es­ta­dos Uni­dos) en un cohe­te Del­ta IV. La na­ve, que al­can­za­rá una ve­lo­ci­dad má­xi­ma (ca­si al lle­gar a la at­mós­fe­ra es­te­lar) de 700,000 ki­ló­me­tros por ho­ra, tie­ne por ob­je­ti­vo la co­ro­na so­lar; na­da me­nos que la su­per­fi­cie del Sol.

La mi­sión, ori­gi­nal­men­te de­no­mi­na­da Son­da So­lar Plus, fue re­nom­bra­da en ma­yo de 2017 en ho­nor al as­tro­fí­si­co es­ta­dou­ni­den­se Eu­ge­ne Par­ker, quien a me­dia­dos de 1950 pre­di­jo la exis­ten­cia del vien­to so­lar. Sus es­tu­dios teó­ri­cos re­fe­rían al por qué la co­ro­na so­lar al­can­za tem­pe­ra­tu­ras mu­cho ma­yo­res que la mis­ma su­per­fi­cie de la es­tre­lla y ex­pul­sa un plas­ma a al­tas ve­lo­ci­da­des, el cual es co­no­ci­do co­mo “vien­to so­lar”.

Nom­brar a una son­da es­pa­cial co­mo ho­me­na­je a un cien­tí­fi­co vi­vo es tes­ti­mo­nio de la im­por­tan­cia de sus in­ves­ti­ga­cio­nes, de la fun­da­ción de un nue­vo cam­po del co­no­ci­mien­to y de la ins­pi­ra­ción que ha crea­do en mu­chos gru­pos in­ter­na­cio­na­les de as­tró­no­mos y fí­si­cos. El tra­ba­jo teó­ri­co rea­li­za­do por Par­ker –sin du­da el per­so­na­je que más ha con­tri­bui­do en la cien­cia de la fí­si­ca so­lar ac­tual– no só­lo ha brin­da­do in­for­ma­ción acer­ca de la es­truc­tu­ra del Sol sino ade­más ha da­do res­pues­tas so­bre al­gu­nos cam­bios en el cli­ma es­pa­cial de nues­tro pla­ne­ta. En su­ma, sus in­ves­ti­ga­cio­nes son la ba­se que te­ne­mos pa­ra com­pren­der có­mo afec­ta el vien­to so­lar a los pla­ne­tas que im­pac­ta.

Asom­bro com­par­ti­do

Ob­te­ner la ma­yor can­ti­dad de in­for­ma­ción de nues­tra es­tre­lla es sin du­da re­le­van­te, pe­ro es­ta idea de sa­ber y co­no­cer más del as­tro rey no es ex­clu­si­va de la épo­ca mo­der­na. Ha si­do una in­quie­tud que co­mo Hu­ma­ni­dad he­mos te­ni­do des­de va­rios si­glos atrás.

Los pri­me­ros es­tu­dios so­bre el Sol da­tan del año 1300 a. C., y si bien se han en­con­tra­do re­gis­tros en dis­tin­tas cul­tu­ras co­mo los ba­bi­lo­nios o los chi­nos, es­tos da­tos ha­blan so­la­men­te de eclip­ses so­la­res y al­gu­nas man­chas en el Sol apre­cia­das a sim­ple vis­ta, pe­ro nin­gún re­gis­tro ha­ce re­fe­ren­cia a su com­po­si­ción o es­truc­tu­ra. Fue has­ta fi­na­les del si­glo X cuan­do se tu­vie­ron da­tos más pre­ci­sos del mo­vi­mien­to del Sol por la bó­ve­da ce­les­te, aun­que la fi­na­li­dad de es­tos es­tu­dios se con­cen­tra­ba en la me­di­ción del pa­so del tiem­po. Si­glos des­pués, ya con la teo­ría he­lio­cén­tri­ca co­per­ni­ca­na bien di­fun­di­da, la in­ves­ti­ga­ción as­tro­nó­mi­ca co­men­zó a to­mar el rum­bo que hoy lle­va y que im­pli­ca una se­rie de ob­ser­va­cio­nes y com­pro­ba­cio­nes pa­ra pre­sen­tar mo­de­los a la co­mu­ni­dad cien­tí­fi­ca que al fi­nal de­be­rán ser va­li­da­dos o re­fu­ta­dos. Pos­te­rior­men­te, con los tra­ba­jos de Johan­nes Ke­pler (1571-1630) y Ga­li­leo Ga­li­lei (1564 -1642), quien apun­tó por pri­me­ra vez un te­les­co­pio ha­cia el fir­ma­men­to, se tu­vo un re­gis­tro más ex­haus­ti­vo de las man­chas en el Sol y su du­ra­ción.

La me­to­do­lo­gía ac­tual con la que se ha­cen in­ves­ti­ga­cio­nes pa­ra des­ci­frar el fun­cio­na­mien­to del Sol es in­creí­ble, y pa­ra mues­tra un bo­tón: te­les­co­pios es­pa­cia­les lan­za­dos con gran pre­ci­sión de­di­ca­dos al mo­ni­to­reo so­lar, la­bo­ra­to­rios te­rres­tres de aná­li­sis cons­tan­te del cli­ma es­pa­cial y son­das es­pa­cia­les di­ri­gi­das por pri­me­ra vez ha­cia una es­tre­lla, son los ins­tru­men­tos que nos per­mi­ti­rán acer­car­nos al Sol y a su co­ro­na.

La son­da Par­ker So­lar re­sol­ve­rá mu­chos de los mis­te­rios más gran­des so­bre nues­tra es­tre­lla; qui­zá el más enig­má­ti­co sea por qué la co­ro­na del Sol es mu­cho más ca­lien­te que su su­per­fi­cie, aun cuan­do la Fí­si­ca nos di­ce que un gas tie­ne me­no­res tem­pe­ra­tu­ras en sus ca­pas más ex­ter­nas. La na­ve tam­bién trans­por­ta cua­tro pro­yec­tos cien­tí­fi­cos con ins­tru­men­tos di­se­ña­dos pa­ra es­tu­diar el cam­po mag­né­ti­co del Sol, el plas­ma ex­pul­sa­do, las par­tí­cu­las io­ni­za­das, y equi­po fo­to­grá­fi­co pa­ra te­ner evi­den­cia ob­ser­va­cio­nal del vien­to so­lar. Pe­ro, an­tes de en­trar en ma­te­ria y de lleno con los de­ta­lles tec­no­ló­gi­cos y cien­tí­fi­cos de la mi­sión Par­ker So­lar Pro­be, tal vez con­ven­dría ha­cer un re­pa­so de lo que ya co­no­ce­mos de las es­tre­llas de ti­po so­lar, y vin­cu­lar la in­for­ma­ción ge­ne­ral que ya se tie­ne al ca­so par­ti­cu­lar del Sol.

Esa bo­la de gas ar­dien­te

Nues­tro Sol es una es­tre­lla pro­me­dio, de las que hay mi­llo­nes en ca­da ga­la­xia. Sa­be­mos bien en qué eta­pa se en­cuen­tra, qué edad tie­ne y cuán­to le res­ta has­ta apa­gar­se por com­ple­to ha­bien­do con­su­mi­do to­do su ma­te­rial me­dian­te reac­cio­nes ter­mo­nu­clea­res y ex­plo­sio­nes. Se for­mó ha­ce 4,500 mi­llo­nes de años apro­xi­ma­da­men­te y es­tá a mi­tad de ca­mino en la ru­ta ha­cia su ex­tin­ción. Se ha­lla en una eta­pa de es­ta­bi­li­dad lla­ma­da se­cuen­cia prin­ci­pal y, al mis­mo tiem­po, en una fa­se de al­ta ac­ti­vi­dad trans­for­man­do áto­mos li­ge­ros de hi­dró­geno y he­lio en ele­men­tos quí­mi­cos más pe­sa­dos co­mo car­bono, ni­tró­geno, oxí­geno, cal­cio y po­ta­sio, en­tre otros.

Den­tro de la ca­te­go­ri­za­ción es­te­lar los as­tro­fí­si­cos la lla­man Ti­po G de la se­cuen­cia prin­ci­pal y re­pre­sen­ta el 99.86% de to­da la ma­sa exis­ten­te del Sis­te­ma So­lar (que in­clu­ye pla­ne­tas, lu­nas, as­te­roi­des, co­me­tas y de­más ob­je­tos enanos).

Es­ta bo­la de gas ca­lien­te se man­tie­ne gi­ran­do y tie­ne un fuer­te cam­po mag­né­ti­co que ge­ne­ra fe­nó­me­nos es­pec­ta­cu­la­res co­mo las man­chas y las erup­cio­nes so­la­res. Las man­chas so­la­res son re­gio­nes con tem­pe­ra­tu­ras más ba­jas que sus al­re­de­do­res y tie­nen in­ten­sa ac­ti­vi­dad mag­né­ti­ca. Re­la­cio­na­das a és­tas exis­ten las erup­cio­nes so­la­res: ex­plo­sio­nes en la co­ro­na so­lar que su­ce­den ge­ne­ral­men­te al­re­de­dor de las man­chas. De he­cho, me­dir el des­pla­za­mien­to de las man­chas so­la­res so­bre el dis­co ha per­mi­ti­do de­du­cir que nues­tra es­tre­lla tie­ne un pe­rio­do de ro­ta­ción de apro­xi­ma­da­men­te 27 días.

El Sol tam­bién tie­ne otro ti­po de ex­plo­sio­nes vin­cu­la­das al mag­ne­tis­mo es­te­lar: las eyec­cio­nes de ma­sa co­ro­nal (par­tí­cu­las de la co­ro­na so­lar), on­das de ra­dia­ción y vien­to so­lar pro­duc­to del fe­nó­meno de re­co­ne­xión mag­né­ti­ca que pue­de co­men­zar co­mo una cur­va en el cam­po mag­né­ti­co –si es­tas lí­neas de cam­po se cie­rran so­bre sí mis­mas se les de­no­mi­na pro­mi­nen­cias so­la­res–. La co­ro­na so­lar (la at­mós­fe­ra del Sol) no es­tá quie­ta, se mue­ve de­jan­do atrás a la es­tre­lla en un flu­jo de par­tí­cu­las que va­ría a lo lar­go del tiem­po cam­bian­do su ve­lo­ci­dad, tem­pe­ra­tu­ra y den­si­dad. Es­tas par­tí­cu­las son tan ener­gé­ti­cas que pue­den es­ca­par de la fuer­za gra­vi­ta­cio­nal del Sol. Por su­pues­to que es­te fe­nó­meno se pre­sen­ta en to­das las es­tre­llas y es de­no­mi­na­do de ma­ne­ra ge­ne­ral co­mo vien­to es­te­lar. Al pa­re­cer, las eyec­cio­nes de ma­sa co­ro­nal es­tán re­la­cio­na­das con el ci­clo de má­xi­ma ac­ti­vi­dad del Sol, que su­ce­de apro­xi­ma­da­men­te ca­da 11 años.

Cuan­do es­tas par­tí­cu­las vie­nen en di­rec­ción a la Tie­rra en­ton­ces po­de­mos ha­blar de que una tor­men­ta so­lar es­tá por lle­gar y es­to po­dría ser preo­cu­pan­te. Una per­tur­ba­ción en nues­tra mag­ne­tós­fe­ra de­bi­do a enor­mes can­ti­da­des de ma­te­ria y ra­dia­ción elec­tro­mag­né­ti­ca ve­ni­das del es­pa­cio es po­ten­cial­men­te ca­tas­tró­fi­ca; pue­de da­ñar los sis­te­mas de co­mu­ni­ca­ción, ade­más de re­du­cir tem­po­ral­men­te nues­tro cam­po mag­né­ti­co, afec­tan­do el cli­ma es­pa­cial de la Tie­rra y vol­vién­do­nos vul­ne­ra­bles.

El vien­to so­lar, en par­ti­cu­lar, es uno de los mis­te­rios más gran­des en torno a la di­ná­mi­ca so­lar, y aun­que cien años atrás cien­tí­fi­cos co­mo Ri­chard Ca­rring­ton y Art­hur Ed­ding­ton ya ha­bían he­cho pro­nós­ti­cos acer­ca de él, fue has­ta 1958 cuan­do Eu­ge­ne Par­ker pu­bli­có por pri­me­ra vez có­mo se mue­ve y evo­lu­cio­na es­te flu­jo de ma­te­rial que es ex­pul­sa­do de la par­te ex­te­rior del Sol, una es­pe­cie de plas­ma for­ma­do prin­ci­pal­men­te por pro­to­nes, elec­tro­nes y par­tí­cu­las al­fa que sa­len ex­pul­sa­dos a ve­lo­ci­da­des ma­yo­res a la del so­ni­do (su­per­só­ni­cas).

Es­tu­diar la com­po­si­ción del vien­to so­lar y có­mo in­ter­ac­túa con los pla­ne­tas del Sis­te­ma So­lar nos brin­da­rá in­for­ma­ción útil en ca­so de que la in­ter­fe­ren­cia sea ma­yús­cu­la, y así po­der re­sol­ver las com­pli­ca­cio­nes elec­tro­mag­né­ti­cas que se ge­ne­ren en el pla­ne­ta.

El vien­to so­lar es uno de los mis­te­rios más gran­des en torno a la di­ná­mi­ca del Sol.

La mi­sión que aca­ri­cia­rá al Sol

Con un cos­to apro­xi­ma­do de 1,500 mi­llo­nes de dó­la­res, la son­da Par­ker So­lar lo­gra­rá acer­car­se al Sol a tan só­lo la dé­ci­ma par­te de la dis­tan­cia en­tre el Sol y Mer­cu­rio (el pla­ne­ta más cer­cano al as­tro rey, con una se­pa­ra­ción de 58 mi­llo­nes de ki­ló­me­tros), ob­ser­van­do a nues­tra es­tre­lla a só­lo unos 6.4 mi­llo­nes de ki­ló­me­tros. A es­ta dis­tan­cia po­dre­mos en­ten­der qué ge­ne­ra el vien­to so­lar y qué son las par­tí­cu­las car­ga­das que se ace­le­ran des­de el Sol y lle­gan a la Tie­rra cau­san­do, co­mo men­cio­na­mos, es­tra­gos en los sis­te­mas eléc­tri­cos te­rres­tres.

De he­cho ya pa­só una vez: la Tor­men­ta So­lar de 1859 o el Even­to de Ca­rring­ton, una de las tor­men­tas geo­mag­né­ti­cas más po­de­ro­sas que pro­vo­có mu­chos pro­ble­mas en la te­la­ra­ña de re­des de te­le­co­mu­ni­ca­cio­nes en el pla­ne­ta y nos de­jó de un mo­men­to a otro sin po­si­bi­li­dad de co­mu­ni­ca­ción. Las tor­men­tas geo­mag­né­ti­cas es­tán aso­cia­das al ci­clo del Sol que ocu­rre ca­da 11 años, y la de 1859 fue una las más po­ten­tes re­gis­tra­das en la His­to­ria. Fue tan ener­gé­ti­ca que pro­vo­có au­ro­ras vi­si­bles en Pa­na­má (en el ecua­dor), au­na­do a la ca­si to­tal des­ha­bi­li­ta­ción del sis­te­ma te­le­grá­fi­co en Eu­ro­pa y Amé­ri­ca del Nor­te. De­fi­ni­ti­va­men­te an­te es­ta em­bes­ti­da de ener­gía los po­los nor­te y sur de nues­tro cam­po mag­né­ti­co fue­ron in­su­fi­cien­tes pa­ra de­te­ner a las par­tí­cu­las del vien­to so­lar. Pe­ro vol­vien­do a la son­da Par­ker So­lar, en su ru­ta ha­cia el Sol se apro­ve­cha­rá la fuer­za gra­vi­ta­cio­nal de Ve­nus ha­cien­do que el apa­ra­to eje­cu­te sie­te so­bre­vue­los a lo lar­go de ca­si sie­te años pa­ra acer­car gra­dual­men­te su ór­bi­ta al Sol. Los prin­ci­pa­les ob­je­ti­vos cien­tí­fi­cos de la mi­sión –ade­más del gran lo­gro de ha­cer lle­gar a la son­da con éxi­to has­ta su po­si­ción fi­nal– se­rán ras­trear la ma­ne­ra co­mo se mue­ve la co­ro­na so­lar –y por en­de las par­tí­cu­las que la con­for­man– así co­mo ex­plo­rar el me­ca­nis­mo que las ace­le­ra a ve­lo­ci­da­des su­per­só­ni­cas ge­ne­ran­do­se así el vien­to so­lar. Ob­ser­var es­tos flu­jos de ener­gía, fo­to­gra­fiar­los, ob­te­ner da­tos de la tem­pe­ra­tu­ra, den­si­dad y ve­lo­ci­dad del plas­ma brin­da­rá in­for­ma­ción re­le­van­te pa­ra nues­tro en­ten­di­mien­to del Sol. La son­da vo­la­rá a tra­vés del lu­gar de na­ci­mien­to de las par­tí­cu­las so­la­res de ma­yor ener­gía: el ori­gen mis­mo del vien­to so­lar, una re­gión de ca­lor in­ten­so y ra­dia­ción so­lar. Tam­bién

vo­la­rá lo su­fi­cien­te­men­te cer­ca del Sol co­mo pa­ra ob­ser­var de qué mo­do el vien­to so­lar se ace­le­ra y des­ace­le­ra cam­bian­do de ve­lo­ci­da­des sub­só­ni­cas a su­per­só­ni­cas.

En mar­cha

Por su­pues­to que ha ha­bi­do prue­bas pre­pa­ra­to­rias pa­ra es­tar se­gu­ros de que la son­da es­pa­cial –blin­da­da tér­mi­ca­men­te con un es­cu­do de 11.4 cm de es­pe­sor– re­sis­ti­rá al ca­lor ex­ce­si­vo del Sol. Los cien­tí­fi­cos de la NASA lle­van va­rios años rea­li­zan­do es­tu­dios pa­ra ana­li­zar có­mo res­pon­de­rá la na­ve es­pa­cial con­for­me se acer­que más y más a la co­ro­na so­lar. El con­te­ne­dor de Fa­ra­day es un sen­sor cla­ve pa­ra me­dir la re­sis­ten­cia de la son­da Par­ker So­lar ya que re­co­ge­rá y exa­mi­na­rá el vien­to so­lar a me­di­da que la na­ve pa­se más cer­ca del Sol que cual­quier otro ob­je­to he­cho por el hom­bre. Pa­ra con­fir­mar que el con­te­ne­dor so­bre­vi­vi­rá al ca­lor ex­tre­mo y a la luz irra­dia­da por la co­ro­na del Sol, los in­ves­ti­ga­do­res ex­pu­sie­ron un mo­de­lo del con­te­ne­dor –de­no­mi­na­do Si­mu­la­dor del Me­dio So­lar– a tem­pe­ra­tu­ras su­pe­rio­res a los 1,648 °C. El con­te­ne­dor, cons­trui­do con me­ta­les re­frac­ta­rios y ais­lan­tes de cris­tal de za­fi­ro, su­peró las ex­pec­ta­ti­vas. La prue­ba fi­nal se dio el 19 de abril pa­sa­do mien­tras es­ta­ba sien­do bom­bar­dea­do con apro­xi­ma­da­men­te 10 ki­lo­watts de luz en la su­per­fi­cie, su­fi­cien­tes pa­ra ca­len­tar en se­gun­dos una ho­ja de me­tal a 982 °C.

La mi­sión for­ma par­te del pro­gra­ma Li­ving With a Star (Vi­vir con una es­tre­lla) de la NASA, el cual tie­ne por ob­je­ti­vo ex­plo­rar as­pec­tos del Sis­te­ma Sol-Tie­rra que afec­tan di­rec­ta­men­te la vi­da en nues­tro pla­ne­ta. El pri­mer so­bre­vue­lo a Ve­nus es­tá pro­gra­ma­do pa­ra el 29 de sep­tiem­bre de 2018, y el pri­me­ro de no­viem­bre de es­te mis­mo año la son­da ten­drá su pri­mer acer­ca­mien­to má­xi­mo al as­tro en­tran­do en pe­rihe­lio (la dis­tan­cia más cor­ta en­tre el Sol y la son­da es­pa­cial) y se­rá en­ton­ces cuan­do la So­lar Par­ker co­noz­ca por fin al Sol.

CON­TEO REGRESIVO. El cohe­te Del­ta IV Heavy es­pe­ra el mo­men­to de ser lan­za­do al es­pa­cio des­de Ca­bo Ca­ña­ve­ral. Se­rá el en­car­ga­do de po­ner en ór­bi­ta a la son­da Par­ker So­lar Pro­be.

EN LA MI­RA. Las man­chas so­la­res es­tán re­la­cio­na­das con la ac­ti­vi­dad so­lar. En la ima­gen, man­cha so­lar y es­ca­la de la Tie­rra en com­pa­ra­ción con el Sol.

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