El Sol està hiperactiu

"Ens estem apropant al màxim del cicle d’activitat solar, un fenomen que passa cada 22 anys”, declara amb entusiasme Teresa Nieves-Chinchilla, astrofísica madrilenya experta en física del Sol de la NASA. El solstici, que celebrem avui, tot i que de fet va començar dimecres passat a les 22.51 h, se celebra enguany, doncs, amb la nostra estrella amb plena hiperactivitat.  

Ho vàrem poder veure el mes de maig passat quan, en el que va ser un fet del tot inusual, més propi dels països nòrdics, el cel nocturn de Catalunya es va il·luminar amb tons verdosos i lilosos, dibuixant una estampa única. Les aurores boreals que s’hi van observar són conseqüència de la tempesta geomagnètica més intensa dels últims vint anys, originada per l’activitat solar extraordinàriament alta dels últims mesos. Però, més enllà de l’espectacle astronòmic de què vam poder gaudir, esdeveniments com aquest aporten informació essencial sobre el comportament del Sol i ajuden a dissenyar les futures missions tripulades a la Lluna i a Mart. 

Els orígens de les aurores

L’origen de les aurores boreals (aurores australs, si tenen lloc a l’hemisferi sud) el trobem a la mateixa superfície del Sol. A les capes més externes de la nostra estrella s'hi produeixen fulguracions que generen grans quantitats de partícules carregades molt energètiques que componen el conegut vent solar, capaç de viatjar fins a les proximitats de la Terra. Allà es troba amb el camp magnètic generat pel nostre planeta, que fa les funcions d’escut i el protegeix. 

Tanmateix, les regions polars es comporten com portes d’entrada i deixen que les partícules penetrin cap a les capes altes de l’atmosfera. És llavors quan el vent solar interacciona amb els àtoms i les molècules de l’atmosfera, i dona com a resultat l’emissió de les llums de diferents colors que componen les aurores boreals. El tipus d’element de l’atmosfera amb el qual interaccionen en determina el color: el nitrogen genera llums violades; l’oxigen, tons verdosos, i l’hidrogen, tons rogencs. 

Situació d’excepcionalitat

La presència d’aurores boreals en latituds tan baixes com les de Catalunya o encara més meridionals és un fet inusual que respon a una activitat particularment intensa del Sol. Ens hem de remuntar a l’any 2003 per trobar una activitat similar. Durant el màxim del cicle solar, el pic del qual arribarà aviat i que determinarem un cop l’activitat comenci a disminuir, es produeixen grans erupcions a les capes externes de la superfície de l’estrella i s’ejecten enormes quantitats de massa coronal a l’espai. D’aquesta manera, el vent solar s’intensifica, així com els efectes que produeix a la Terra. 

Gràcies als instruments de què disposem, tant en l’òrbita terrestre com en l’òrbita solar, es poden analitzar en detall la gran quantitat de fenòmens que tenen lloc durant aquesta fase. “Durant cada màxim i cada mínim d’activitat es posen a prova models desenvolupats pels astrofísics que intenten reproduir el comportament del Sol”, comenta Chinchilla.  

Per exemple, s’ha pogut observar que durant aquest últim període, hi ha hagut un increment en el nombre de taques solars, regions de la superfície del Sol amb una gran activitat, i que a les imatges apareixen com àrees més fosques a causa d’una reducció dràstica de la seva temperatura. “Cada cicle és una oportunitat per comprovar el que hem avançat en la comprensió de la nostra estrella. Per això és tan emocionant”, explica Chinchilla. 

Conseqüències a la Terra

Les tempestes solars poden repercutir en els sistemes terrestres de comunicacions. Una de les conseqüències negatives que ha tingut l'activitat recent ha estat la disrupció parcial i de forma puntual del subministrament elèctric, les comunicacions per satèl·lit, el transport aeri o el GPS. Sortosament, gràcies als mecanismes de protecció contra tempestes solars de què disposem, la majoria d’aquestes alteracions han passat desapercebudes per a la majoria de la població. 

De fet, la NASA, l’Agència Espacial Europea (ESA) i altres agències espacials estan monitorant i estudiant contínuament el Sol per fer prediccions sobre la seva activitat, per poder alertar d’augments en la intensitat i protegir els sistemes terrestres més sensibles. “Fa temps que les agències com la NASA van posar en marxa sistemes de protecció en què havien estat treballant durant anys. Ha estat gràcies a la feina feta que les tempestes solars no han produït efectes adversos significatius. Si no ha passat res és perquè estem ben preparats”, comenta Chinchilla.

Tan a prop i tan desconegut

Més enllà de les aurores i de les possibles disrupcions en la vida terrestre, una activitat solar intensa ens ajuda a entendre millor el comportament intern de la nostra estrella. Gràcies a satèl·lits com el Solar Orbiter, llençat l’any 2020, i que forma part d’una col·laboració entre l’ESA i la NASA, podem estudiar l’origen del vent solar i el funcionament de l’heliosfera, la capa de l’atmosfera més externa del Sol, on es troben els planetes del sistema solar.

“Fins ara, sempre hem vist el Sol de cara. Mai no n’hem pogut observar els pols. La del Solar Orbiter serà la primera missió a fer-ho”, comenta l’astrofísica de la NASA que també és la responsable científica del projecte. Observar els pols del Sol és fonamental per entendre la dinàmica del plasma que el compon i per conèixer l’origen exacte de les taques solars.

D’altra banda, la sonda Parker, de la NASA, llençada l’any 2018, té com a objectiu acostar-se a la nostra estrella com mai cap altra sonda ho ha fet abans i això podria passar a finals d’aquest any. “Des dels anys vuitanta sabem que per comprendre el Sol necessitem anar-hi, i la sonda Parker arribarà gairebé fins a la seva superfície”, explica Chinchilla. 

Encara que puguin ser molt semblants, la Solar Orbiter i la Parker són dues missions que es complementen. Per les condicions tan hostils que presenten les proximitats del Sol, la instrumentació de la sonda Parker és molt limitada. La Solar Orbiter, en canvi, no s’acostarà tant, però disposa d’un ventall molt més ampli d’instrumentació. Així doncs, aquestes dues missions representen el nostre Prometeu particular, encarregat d’acostar-nos el Sol encara una mica més.

La cursa espacial, en alerta

A causa de la gran quantitat de radiació que transporta, el vent solar també representa un repte per a les futures missions tripulades, i de fet ja s'ha vist que l'última tempesta solar a Mart ha afectat els robots, que ara hi agafen mostres. Amb una clara perspectiva d’exploració espacial, la NASA i altres agències estan observant el Sol contínuament i validant models en temps real. ”A l’oficina que lidero, ens estem preparant intensament per entendre la variabilitat de l’activitat solar per poder enviar persones a l’espai de manera segura –declara Nieves Chinchilla–. Aviat enviarem missions tripulades a la Lluna i després vindrà Mart. M’ho estic passant molt bé!”. 

Respecte a les qüestions sobre el Sol que més li lleven la son, Nieves Chinchilla comenta que, “el que més curiositat em desperta és la frontera de l’heliosfera amb el medi interestel·lar. Conèixer la bombolla on vivim dins de la Via Làctia i com aquesta interacciona amb la resta de l’espai és una de les incògnites més grans”.

Saber més detalls sobre el funcionament de la nostra estrella també ens proporcionarà informació clau per comprendre quin és el lloc que els humans ocupem en el cosmos. “Ja no vivim a la Terra. La manera de treballar, d’interactuar, tot passa actualment per l’espai. I això ens canviarà la perspectiva que tenim com a espècie dins de l’Univers. El que busquem no és més que contestar preguntes com «qui som?», o «per què som aquí?». És apassionant!”, conclou Chinchilla.