En mayo de 2024, nuestro planeta experimentó una de las tormentas solares más fuertes en décadas. La consecuencia más visible (y “divertida”) de la tormenta solar fue una proliferación de auroras (Figura 1). Estas cortinas de color suelen limitarse a las latitudes más septentrionales o meridionales, pero a principios y mediados de mayo de 2024, las auroras pintaron el cielo nocturno sobre lugares en los que rara vez se ven tales fenómenos. Incluso lugares tan al sur como Florida (EEUU) pudieron disfrutar del espectáculo.
Sin embargo, no todas las consecuencias de la tormenta solar fueron “agradables”. Las tormentas solares plantean riesgos a los satélites, incluido el “Ice, Cloud and Land Elevation Satellite-2” (ICESat-2) de la NASA, cuyas operaciones normales se interrumpieron durante la tormenta. Sin embargo, desde entonces el satélite ha reanudado la recopilación de datos, y el ”Centro de Archivo y Distribución de Datos” del “Centro Nacional de Datos sobre Nieve e Hielo” (NSIDC DAAC) ha reanudado el archivo de nuevas observaciones.
Síntesis de una tormenta geomagnética.
La tormenta solar de mayo de 2024 implicó una combinación de potentes erupciones solares (ráfagas intensas de rayos X y otros tipos de energía) y eyecciones de masa coronal (nubes de partículas del Sol lanzadas al espacio). Las erupciones solares llegan a la Tierra en minutos, mientras que las eyecciones de masa coronal (CME) pueden tardar unos días. Las erupciones más fuertes comenzaron el 7 de mayo y las CME llegaron a nuestro planeta a partir del 10 de mayo. Más precisamente, la tormenta solar alcanzó la magnetosfera de nuestro planeta.
La magnetosfera de la Tierra es una enorme burbuja de campo magnético alargada (Figura 2). El hierro fundido y cargado que se encuentra muy por debajo de la superficie de la Tierra carga la magnetosfera, que interactúa con las condiciones provocadas por el Sol y el espacio exterior. La magnetosfera protege contra los rayos cósmicos y evita que nuestra atmósfera sea arrancada de la superficie del planeta por los poderosos vientos solares. Por otra parte, los vientos solares chocan con los átomos de oxígeno y nitrógeno en la atmósfera superior de la Tierra, lo que da lugar a hermosos espectáculos de luz.
La confluencia de erupciones y eyecciones de masa coronal en mayo de 2024 provocó una de las tormentas geomagnéticas más fuertes registradas. Los científicos la clasificaron como la tormenta geomagnética de nivel más alto: G5. Fue la tormenta geomagnética más fuerte desde octubre de 2003. Otra tormenta geomagnética comparable golpeó en 1958. Los científicos de la NASA sugirieron tentativamente que la tormenta geomagnética de mayo de 2024 podría haber sido considerada una de las más severas en siglos, pero confirmar esa afirmación requeriría mucha más investigación y datos. La mejora de las tecnologías de observación con el tiempo podría sesgar las evaluaciones y hacer demasiado hincapié en los acontecimientos recientes.
ICESat-2: “No soy un entusiasta de una tormenta geomagnética”.
El satélite ICESat-2 lleva el instrumento ATLAS (sistema avanzado de altímetro láser topográfico), que mide alturas en toda la superficie del planeta, como tierra, agua, vegetación y estructuras construidas por el hombre en áreas urbanas (Figura 3). ICESat-2 también mide elevaciones de hielo terrestre y marino. El instrumento mide la altura midiendo la cantidad de tiempo que tardan los pulsos láser del sensor en hacer eco en el receptor. El láser emite 10.000 pulsos láser por segundo, lo que permite tomar mediciones precisas y detalladas. Al realizar observaciones repetidas sobre las mismas superficies, ICESat-2 mide cómo cambian el hielo terrestre y marino con el tiempo. ICESat-2 es la tercera de una serie de misiones de la NASA destinadas a medir los cambios de elevación, después de la Operación IceBridge y ICESat/GLAS .
Normalmente, el ICESat-2 orbita nuestro planeta a 25,200 kilómetros por hora, a 500 kilómetros sobre la superficie del planeta. El satélite fue diseñado para operar a esta altitud y bajo las condiciones atmosféricas que prevalecen típicamente allí. Sin embargo, el comportamiento anómalo del Sol en mayo de 2024 interfirió en la órbita del ICESat-2 al afectar la densidad atmosférica.
La atracción gravitatoria de la Tierra aumenta con la proximidad a la superficie del planeta, donde las moléculas de aire están más densamente compactadas. En la región superior de la atmósfera, la atracción gravitatoria es más débil y las moléculas de aire están más dispersas. La intensa actividad solar altera este orden de cosas. Los vientos solares que chocan contra la magnetosfera de la Tierra inyectan energía extra en la atmósfera terrestre. Aunque solo es una fracción del tamaño de la magnetosfera y está mucho más cerca de la superficie de nuestro planeta, la atmósfera de la Tierra sigue estando fuertemente influenciada por lo que le sucede a la magnetosfera. La colisión con la magnetosfera puede elevar tanto la temperatura como la densidad de la capa atmosférica por la que transitan intensamente los satélites que orbitan alrededor de la Tierra. A medida que el aire recién energizado, más cálido, se eleva, y el aire más denso que se encuentra debajo ocupa su lugar. El aire más denso que se extrae desde abajo ejerce una resistencia sobre los satélites que orbitan alrededor de la Tierra, de la misma manera que un fuerte viento en contra frena el avance de alguien que corre.
La resistencia atmosférica tiende a atraer al satélite hacia la Tierra, no lo suficiente como para hundirlo en la superficie del planeta, pero sí lo suficiente como para hacerlo girar (imagínese correr contra un viento fuerte con una gran manga de viento en la cabeza). Después de que las erupciones solares y las eyecciones de masa coronal alcanzaran la magnetosfera de la Tierra en mayo de 2024, la resistencia dentro de la densa capa atmosférica fue suficiente para cambiar la orientación y la altitud de ICESat-2. El satélite entró en un modo de retención segura y dejó de recopilar datos, una respuesta que fue diseñada para tales circunstancias con el fin de preservar la seguridad y el uso de energía de los instrumentos.
De vuelta a la normalidad.
Después de analizar el ICESat-2 en modo seguro, los científicos e ingenieros de la NASA confirmaron que el satélite y su instrumentación no sufrieron daños duraderos. Las quemas de los propulsores aumentaron la altitud del satélite y el equipo del ICESat-2 permitió que el satélite volviera a su elevación orbital normal a principios de junio. El instrumento ATLAS (sistema avanzado de altímetro láser topográfico) reanudó la recopilación de datos a mediados de junio de 2024.
Sin embargo, la recuperación del estallido solar de mediados de mayo provocó una interrupción de varias semanas en el procesamiento de datos de ICESat-2, del 10 de mayo al 21 de junio. Desde entonces, el procesamiento de datos se ha reiniciado y el Centro de Archivo DAAC del NSIDC reanudó la distribución de datos a mediados de julio, pero sigue habiendo un pequeño vacío en la base de datos.
Fuente: Artículo elaborado por Michon Scott, National Snow and Ice Data Center.
