El mes de noviembre dejó ver auroras boreales en la Península Ibérica. Este fenómeno atípico en estas latitudes se debió a tormentas solares que ponen en un riesgo serio a la sociedad hiperconectada. Para anticiparse a ellas, la meteorología espacial desarrolla modelos de predicción, que darán un salto cualitativo con la nave Vigil.
A finales de agosto y principios de septiembre de 1859 los telégrafos de todo el mundo dejaron de funcionar, se incendiaron instalaciones eléctricas y el sistema de distribución de energía de la época resultó especialmente dañado. Fueron las consecuencias negativas de la mayor tormenta solar registrada hasta la fecha, también llamada evento Carrington, en honor al astrónomo Richar Carrington, el primero en observarla. Esta misma tormenta también hizo posible observar auroras boreales en puntos tan alejados de los polos como Colombia, Roma o Madrid.
El evento Carrington puso sobre aviso del peligro de la actividad solar. Por suerte para la población de la época, la sociedad no estaba tan electrificada y las consecuencias no tuvieron consecuencias graves. Sin embargo, ¿qué ocurriría si hoy se repitiera un episodio parecido? Pues la respuesta es bien sencilla: la caída total de las telecomunicaciones, paralización del sistema eléctrico y la inutilización de los satélites, dicho de otra forma, un golpe mortal a la sociedad hiperconectada.
Una tormenta solar que llegó con una alerta de la ESA
Entre el diez y el trece de noviembre, quienes observaban el cielo a altas horas de la madrugada comprobaron cómo su color se tiñó de un rojo espectacular. Estos episodios tan atractivos fueron la expresión visual de una tormenta solar, y no una cualquiera, sino una de las más violentas de las últimas décadas, que provocó que la Agencia Espacial Europea (ESA) emitiese una alerta internacional.
Especialistas del Instituto Astronómico de Canarias describieron este fenómeno como una potente fulguración de clase X5, una de las más intensas registradas en este ciclo solar, originada en la región activa 4.274, que vino acompañada por al menos dos eyecciones de masa coronal que fueron lanzadas directamente en dirección a la Tierra.
La combinación de la fulguración de clase X5 y las eyecciones de masa coronal dio lugar a un evento de nivel de suelo comparable al ocurrido el 13 de diciembre de 2006, uno de los más intensos hasta ahora. Afortunadamente, las consecuencias en nuestras latitudes no fueron las anunciadas, sin embargo si quedó patente el peligro que comporta esta actividad anormal del Sol para una sociedad hiperconectada como la nuestra.
Cómo se forman las tormentas solares
Las tormentas solares se forman mediante una ignición singularmente energética de partículas y radiación. Continuamente, el astro rey emite protones con viento solar, pero en ocasiones se produce un cambio significativo de energía almacenada en su campo magnético. Entonces se generan energía cinética y energía radiativa (radiación), que producen una eyección de materia coronal, acompañada de abrillantamientos muy fuertes, que emiten en longitudes de onda inusuales, como rayos X.
Cuando se generan ese tipo de fenómenos energéticos en el Sol, «esa radiación altamente energética puede llegar a la Tierra y afectar diversos sistemas tecnológicos. Pero lo realmente peligroso es la materia coronal, las partículas que llegan a mitad de la velocidad de la luz y golpean contra la magnetosfera, nuestro escudo protector», explica el responsable del grupo de Física Solar del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA), José Carlos del Toro.
La Tierra tiene un campo magnético muy débil, pero efectivo, que hace que esas partículas se desplacen sobe él y golpeen en los polos, lo que da lugar a las auroras boreales y australes. Pero cuando la energía recibida está por encima de lo habitual, da lugar a otra serie de efectos nocivos para la vida en la Tierra.
El peligro de los episodios geomagnéticos
Las tormentas solares no son directamente peligrosas para las personas, ya que las partículas nocivas para la salud quedan neutralizadas por el campo magnético. Sin embargo, cuando se está fuera de esa capa de protección, por ejemplo, en la Estación Espacial Internacional, sí que resultan muy dañinas, de ahí que la instalación espacial cuente con una ‘cámara del pánico’, con paredes de plomo de un grosor especial, donde pueden refugiarse los astronautas en caso de un llegada masiva de energía.
Las tormentas solares son un fenómeno completamente natural y responden a la dinámica habitual del Sol que, cada cierto tiempo, registra este tipo de fenómenos, que pueden ser más o menos acusados. «El Sol lleva haciendo esto unos 4.500 millones de años y nosotros seguimos aquí, el problema es que ahora nuestra vida es cada vez más dependiente de la tecnología», afirma José Carlos del Toro.
Por suerte, en los últimos años no se ha registrado ningún episodio realmente grave, solamente el caso ocurrido el 2024 con los tractores John Deere, que realizaban los surcos de siembra guiados por GPS y debido a una tormenta solar, se desviaron del trazado previsto. Pero si llegara una cantidad elevada de corrientes geomagnéticas inducidas del Sol caería el sistema al completo.
La red de electricidad se tambalearía, con incidentes en trasformadores y cargas eléctricas excesivas; los satélites dejarían de funcionar adecuadamente, porque estas tormentas son capaces de desviarlos de su órbita; y se generaría una interrupción en las comunicaciones que afectaría a todo lo que se pueda imaginar.
La única forma de evitar los daños de una tormenta solar es anticiparse a ella y poner en marcha medidas para mitigar el impacto del golpe electromagnético sobre la tecnología, como programar apagones controlados, buscar servicios alternativos a los facilitados por los satélites o, en el peor de los casos, suspender algún servicio que no pueda funcionar de manera segura sin esa tecnología.
Meteorología espacial, la ciencia para predecir tormentas solares
Hasta ahora no hay ningún sistema capaz de amortiguar la carga electromagnética que envía el Sol la única posibilidad de protegerse pasa por la elaboración de predicciones, con lo que se conoce como meteorología espacial. Esta ciencia emergente crecerá de forma exponencial con la misión Vigil, que será lanzada por la Agencia Espacial Europea en 2031 y en la que participa un grupo español.
El Grupo de Física Solar del IAA y la Red Española de Física Solar Aeroespacial trabajan en el desarrollo de un instrumento inédito que se lanzará en 2031, en el marco de Vigil, y va a suponer un punto de inflexión para la meteorología espacial. Esta misión proporcionará el equivalente al satélite Meteosat, para monitorizar la actividad del Sol en tiempo real, anticiparse a ella y elaborar predicciones a varios días o semanas vista.
La observación de las eyecciones solares es compleja y exige una ubicación determinada que solo puede ofrecer una nave espacial como la que se lanzará en 2031. «Nuestras estaciones en el espacio y terrestres son capaces de captar los rayos, pero lo que es más difícil, porque miramos directamente al Sol, es distinguir las eyecciones de masa coronal», afirma José Carlos del Toro.
Las eyecciones y el material lanzado por el Sol se ven mejor cuando van en una línea perpendicular a la línea de visión, cuando material se mueve en el plano del cielo, no si se dirige hacia nosotros. Y ese giro en el plano de la visión es lo que se pretende lograr con el instrumento que se lanzará en la misión Vigil, que se ubicará en una posición muy concreta del espacio, concretamente en punto de Lagrange 5, en la misma órbita de la Tierra, pero retrasado unos 60 grados.
Desde su ubicación, esta nave verá «a la vuelta de la esquina» del Sol y observar la actividad en su superficie días antes de que rote hacia el campo de visión desde la Tierra. También puede observar la línea Sol-Tierra de lado, proporcionando una imagen más temprana y clara de las eyecciones de masa coronal que se dirigen hacia la Tierra.
Detectar eventos peligrosos antes de que lleguen a la Tierra
La nave recabará información detallada de los eventos solares potencialmente peligrosos: su velocidad, dirección y probabilidad de impacto. Los datos serán enviados en continuo y se convertirán en la base científica para elaborar predicciones meteorológicas espaciales más allá de las 24 horas vista que permite la tecnología actual.
Para determinar el comportamiento futuro del Sol, el instrumento que se desarrolla en España pondrá el foco en su campo magnético, porque ahí se encuentra el origen de las eyecciones de materia y las posteriores tormentas solares. «Si medimos con precisión el campo magnético y vemos las regiones activas solares con suficiente antelación, podemos decir lo que va a ocurrir después», explica José Carlos del Toro.
El empujón de Vigil a la meteorología espacial no tiene precedentes. La capacidad de predicción actual está limitada por la visión con respecto al Sol. En cuanto la visión de masa coronal, los cálculos con el instrumental disponible permite predecir lo que ocurrirá en un día o un día y medio. Sin embargo, con Vigil las predicciones se anticiparán hasta seis o siete días.
“Con instrumentos en operación, como uno que desarrollamos y que vuela ahora mismo en la misión Solar Orbital, también de la ESA, estamos avanzando en las predicciones de tiempo espacial. Por primera vez hemos corroborado determinadas teorías que ayudan a predecir lo que ocurre detrás del Sol simplemente observando lo que se ve delante. Ahí estamos ayudando a la predicción de media rotación solar; el Sol completa una rotación en 27 días, con lo cual, si nosotros sabemos lo que hay por detrás, nos estamos anticipando en trece días y medio”, añade el director del grupo de Física Solar del IAA.
Servicio Nacional de Meteorología Espacial
Aunque se trata de una ciencia emergente, la meteorología espacial en España cuenta con una trayectoria de algunas décadas. La Universidad de Alcalá de Henares cuenta con el Servicio Nacional de Meteorología Espacial (Senmes), que dio sus primeros pasos en enero de 2015. Una de las impulsoras de este servicio fue la directora del grupo de Meteorología Espacial de esta universidad, Consuelo Cid, quien reconoce que se necesitan dar más pasos para mejorar las predicciones sobre la actividad solar.
Concretamente, esta especialista hace hincapié que todavía «nos falta correlacionar adecuadamente el fenómeno con el impacto. Existen las escalas de la Oficina Nacional de Administración Oceánica y Atmosférica (NOAA), de Estados Unidos, pero son mejorables, porque los impactos no están bien asociados a los fenómenos que los provocan. Hay que revisarlas y no confiar ciegamente en ellas, porque hasta sus propios creadores saben que no funcionan adecuadamente».
El Grupo de Meteorología Espacial de la Universidad de Alcalá es uno de los más avanzados en este campo en España y también está muy bien considerado a nivel internacional. «Somos el primer grupo español que entró a darles datos y ellos nos consideran muy bien», destaca la catedrática de Física Aplicada de la Universidad de Alcalá.
Desde el pasado mes de julio, el grupo de Consuelo Cid tiene a su disposición unas instalaciones nuevas para seguir la actividad solar y avanzar en las predicciones de meteorología espacial. En el campus de Alcalá de Henares disponen de una estación de meteorología equipada con un radiotelescopio que vigila el Sol desde la salida hasta su puesta; un telescopio h alfa que, entre otras cosas, permite ver cuándo un filamento salta del sol; una estación GNSS para controlar en todo momento el estado de la ionosfera, del satélite GPS; un magnetómetro para ver las perturbaciones que está proporcionando datos al portal de meteorología espacial de la ESA; y una antena VLF que permite detectar fulguraciones solares.
Predicción de tormentas solares
Gracias al instrumental disponible en el campus y los datos obtenidos de las naves enviadas en las misiones ACE y Discover, el grupo de Meteorología Espacial de Alcalá puede predecir la llegada de tormentas solares de gran tamaño con 24 horas de antelación.
«La predicción depende del fenómeno al que hay que anticiparse. Por ejemplo, recientemente detectamos una pequeña tormenta solar siete días antes de que llegara a la Tierra. Otras tormentas de eyecciones pequeñas podemos verlas tres o cuatro días antes. Pero las más grandes solamente las captamos unas 24 horas antes de que lleguen a nosotros. Antes de que salgan del Sol no podemos anticipar prácticamente nada», afirma.
El avance en meteorología espacial no viene acompañado de una acción pedagógica, para concienciar del peligro real de este tipo de fenómenos en una sociedad tan dependiente de las conexiones, la electricidad y los satélites.
Frente a las tormentas solares ningún tipo de paraguas o pararrayos, solamente se cabe encajar el impacto de la mejor manera posible y para ello, nada mejor que disponer de manera anticipada de unos datos detallados y fiables, que permitan poner en marcha las medidas de mitigación y permita mantener activa la tecnología que ha condicionado la vida en el siglo XXI. Y esa información, la facilita la meteorología espacial, una disciplina que en unos años será tan cotidiana que cerrará informativos de televisión.
