Para obtener su doctorado, el físico Leonardo Di Lorenzo de la FCFMyN estudió las Eyecciones Coronales de Masa de tipo Streamer Blowout, enormes burbujas de plasma y campos magnéticos que son expulsadas del Sol. “La idea es tener datos cada vez más precisos sobre la meteorología del espacio”, afirmó.

Una danza eterna entre fuerzas colosales. El Sol existe por un balance entre el impulso gravitacional que tiende a su colapso y las fuerzas expansivas de la fusión nuclear, que cuenta con combustible suficiente para “arder” los próximos 5 mil millones de años. Sin embargo, esta estabilidad, esencial para el surgimiento de la vida en la Tierra, no debe hacer pensar que se trata de un astro pasivo. Su actividad es permanente y uno de los fenómenos más significativos son las Eyecciones Coronales de Masa (ECM), enormes emisiones de plasma y campos magnéticos que causan daños tanto a satélites como a la infraestructura tecnológica terrestre.  

Leonardo Di Lorenzo, de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales (FCFMyN), obtuvo recientemente el grado de Doctor en Física gracias al trabajo final  titulado “Eyecciones Coronales de Masa de tipo Streamer Blowout: Análisis Observacional y Modelado”. La investigación de Di Lorenzo es singular no solo por la relevancia del tema, sino también porque es el único científico en San Luis que investiga sobre física solar, y uno de los pocos que lo hace a nivel nacional. 

El plasma, la “materia prima” de estos fenómenos 

Pero para entender qué son las Eyecciones Coronales de Masa primero hay que conocer la composición del Sol. Esta estrella, como el 99 por ciento de la materia visible del universo, está constituida por plasma, un estado de la materia en donde la estructura atómica se rompe debido a condiciones de energía extrema, como las que imperan en el núcleo solar, con temperaturas de varios millones de grados. En este “horno estelar” los átomos colisionan con violencia y los electrones se desprenden de los núcleos, creando un medio de partículas con carga eléctrica (protones y electrones) de conductividad extrema y sensibles a los campos magnéticos.   

“Las Eyecciones Coronales de Masa se producen debido a que cuando estamos en los máximos de actividad solar, la configuración magnética del Sol se deforma. Deja de ser un dipolo, y eso produce que las líneas del campo magnético se vayan estrangulando entre sí. Llega un momento en el que se cortan y se reconectan, y en esa reconexión se libera masa y energía. Según cómo esté orientado ese campo magnético, es si va a interactuar o no con el campo magnético terrestre”, explicó Di Lorenzo.  

El físico estudió en su tesis doctoral el comportamiento de las ECM Streamer Blowout. “Estas eyecciones coronales de masa son lentas, y en la fotosfera no dejan características muy visibles. Por lo tanto, cuando están dirigidas a la Tierra, no suelen ser detectadas. Pero por más que sean eventos lentos con poca energía, cuando están dirigidos a la Tierra, pueden generar tormentas geomagnéticas”, explicó.  

Las ECM, que despiden masa al medio interplanetario en forma de plasma y campos magnéticos desde la corona (la capa más externa del sol), no deben ser confundidas con las llamaradas solares, que consisten en erupciones de radiación. 

Una manifestación vinculada al ciclo solar

Las ECM son manifestaciones comunes, aunque variables en su frecuencia. Pueden ocurrir varias veces por día a darse solo una vez por semana. Su periodicidad dependerá del ciclo solar de once años. Di Lorenzo adelantó que el sol está saliendo de un pico de actividad e ingresará a una etapa con menos eventos. 

La frecuencia de las auroras polares es un indicador del dinamismo solar. “Este año y el año pasado hubo muchas auroras, porque la actividad solar ha sido alta. Las auroras se producen por las tormentas solares y se manifiestan de igual manera en ambos hemisferios. No se aprecian tanto en el hemisferio sur porque no hay tantos asentamientos poblados. En el hemisferio norte hay mucha gente habitando a altas latitudes”, diferenció Di Lorenzo.

Protección y consecuencias

La magnetósfera, una capa formada por el magnetismo de la Tierra y el viento solar, tiene un rol determinante: desvía la mayor parte del plasma que viene de las ECM y evita que este material impacte directamente con la atmósfera. No solo eso. También protege contra el viento solar (flujo constante de plasma a velocidades supersónicas) y los rayos cósmicos (partículas de muy alta energía procedentes de la explosión de supernovas).   

El campo magnético terrestre captura las partículas en los cinturones de Van Allen y las dirige a los polos, energía que posteriormente se libera en forma de auroras. Sin la magnetósfera no solo no habría protección para la infraestructura eléctrica (los transformadores se quemarían), sino que la vida no hubiera sido posible (el viento solar habría barrido la atmósfera y los rayos cósmicos provocarían mutaciones).

Más allá de este escudo protector, Di Lorenzo advirtió que las Eyecciones Coronales de Masa tienen consecuencias. “Cuando golpean con la Tierra, interactúan con el campo magnético terrestre y pueden generar problemas en satélites o quemar paneles solares. De hecho, se ha visto que los componentes eléctricos de los satélites han quedado inutilizados. También interactúan con el GPS y con las líneas de alta tensión. Todo lo que es tecnología en la Tierra resulta afectado, aunque esto dependerá de la intensidad que tenga la Eyección Coronal de Masa”, distinguió.  

Investigaciones como las de Di Lorenzo, que se engloban dentro del campo de la meteorología espacial, apuntan en definitiva a entender mejor la dinámica de estos fenómenos y prevenir sus efectos. “Es un campo poco estudiado. La idea es tener datos cada vez más precisos sobre la meteorología del espacio para proteger los satélites y la infraestructura tecnológica. Hoy, por ejemplo, vemos que se produce una eyección que se dirige hacia la Tierra, pero no podemos predecir el tiempo en que va a llegar y cómo va a interactuar. Todavía no hay modelos como para ser precisos en ese sentido”, aseveró.

Las ECM y los desafíos del viaje espacial

Las Eyecciones Coronales de Masa representan un enorme desafío para los viajes interplanetarios, proyectados y anunciados por ciertas potencias y hasta por algunos empresarios, como Elon Musk. La razón está en que en estos desplazamientos, cuya duración se cifra en varios meses, no se cuenta con la protección que aporta la magnetósfera terrestre. 

“Estos viajes pueden ser afectados por las Eyecciones Coronales de Masa, porque vimos que afectan la tecnología y una nave espacial no va a estar protegida por el campo magnético terrestre. En este caso lo ideal sería tener un parte meteorológico de lo que está sucediendo”, dijo Di Lorenzo.

En una misión tripulada a Marte, las ECM constituyen uno de los mayores riesgos debido a que las partículas energéticas pueden atravesar las paredes metálicas de la nave y afectar el ADN humano, rompiendo cadenas moleculares. Una eyección intensa podría provocar náuseas, quemaduras y fallos en el sistema inmunológico de los astronautas. 

Aun en el planeta rojo, las ECM seguirán siendo un dolor de cabeza importante. Por su evolución planetaria, Marte no cuenta con un campo magnético, lo que causó que la atmósfera haya quedado a merced de los vientos solares, provocando un notable atenuamiento (es cien veces menos densa que la terrestre) y la evaporación o congelamiento del agua líquida por el descenso en la presión. 

La investigación del sol

Di Lorenzo destacó que, a pesar de su relevancia, la investigación de la física solar no tiene un gran camino recorrido. “Este es un campo nuevo. Las primeras observaciones satelitales del Sol se hicieron en los setenta; antes todo el estudio era teórico. Recién se pudieron sacar las primeras fotografías de las Eyecciones Coronales de Masa en los años setenta con un satélite”, remarcó, y destacó que en la década de los noventa sí hubo un salto en la investigación gracias al envío de sondas especiales. 

El flamante doctor en Física dijo que su idea es continuar con los estudios del sol y abrir una rama de investigación en la provincia.