Una eyección de masa coronal ( CME ) es una liberación significativa de plasma y el campo magnético que lo acompaña de la corona solar . A menudo siguen a las erupciones solares y normalmente están presentes durante una erupción de prominencia solar . El plasma se libera en el viento solar y se puede observar en las imágenes del coronógrafo . [1] [2] [3]
Las eyecciones de masa coronal a menudo se asocian con otras formas de actividad solar, pero no se ha establecido una comprensión teórica ampliamente aceptada de estas relaciones. Las CME se originan con mayor frecuencia en regiones activas en la superficie del Sol, como agrupaciones de manchas solares asociadas con llamaradas frecuentes. Cerca de los máximos solares , el Sol produce alrededor de tres CME cada día, mientras que cerca de los mínimos solares , hay aproximadamente una CME cada cinco días. [4]
La perturbación geomagnética más grande registrada, resultado presumiblemente de una CME que golpeó la magnetosfera de la Tierra, fue la tormenta solar de 1859 (el Evento Carrington ), que derribó partes de la red de telégrafos de EE. UU. Recientemente creada, provocando incendios y sorprendiendo a algunos operadores de telégrafos. [5]
Descripción
Las eyecciones de masa coronal liberan grandes cantidades de materia y radiación electromagnética al espacio por encima de la superficie del Sol, ya sea cerca de la corona, más adentro del sistema planetario o más allá (CME interplanetaria). El material expulsado es un plasma magnetizado que consta principalmente de electrones y protones . Si bien los efectos terrestres de las erupciones solares son muy rápidos (limitados por la velocidad de la luz), las CME son relativamente lentas y se desarrollan a la velocidad de Alfvén . [6]
Las eyecciones de masa coronal están asociadas con enormes cambios y alteraciones en el campo magnético coronal . Suelen observarse con un coronógrafo de luz blanca . [ cita requerida ]
Causa
El fenómeno de la reconexión magnética está estrechamente asociado con las CME y las erupciones solares . [7] [8] En la teoría magnetohidrodinámica , el reordenamiento repentino de las líneas del campo magnético cuando dos campos magnéticos opuestos se unen se llama "reconexión magnética". La reconexión libera energía almacenada en los campos magnéticos estresados originales. Estas líneas de campo magnético pueden retorcerse en una estructura helicoidal, con un 'giro a la derecha' o un 'giro a la izquierda'. A medida que las líneas del campo magnético del Sol se vuelven cada vez más retorcidas, las CME parecen ser una 'válvula' para liberar la energía magnética que se está acumulando, como lo demuestra la estructura helicoidal de las CME, que de otra manera se renovaría continuamente en cada ciclo solar y eventualmente se rompería. el sol aparte. [9]
En el Sol, la reconexión magnética puede ocurrir en las arcadas solares, una serie de bucles de líneas magnéticas de fuerza que ocurren muy cerca. Estas líneas de fuerza se reconectan rápidamente en una arcada baja de bucles, dejando una hélice de campo magnético desconectada del resto de la arcada. La liberación repentina de energía durante este proceso provoca la llamarada solar y expulsa el CME. El campo magnético helicoidal y el material que contiene pueden expandirse violentamente hacia afuera formando una CME. [10] Esto también explica por qué las CME y las erupciones solares suelen surgir de lo que se conoce como las regiones activas del Sol, donde los campos magnéticos son mucho más fuertes en promedio. [ cita requerida ]
Impacto en la Tierra
Cuando la eyección se dirige hacia la Tierra y la alcanza como una CME interplanetaria (ICME), la onda de choque de masa viajera provoca una tormenta geomagnética que puede interrumpir la magnetosfera de la Tierra , comprimiéndola en el lado diurno y extendiendo la cola magnética del lado nocturno . Cuando la magnetosfera se vuelve a conectar en el lado nocturno, libera energía del orden de una escala de teravatios , que se dirige hacia la atmósfera superior de la Tierra . [ cita requerida ]
Las partículas de energía solar pueden causar auroras particularmente fuertes en grandes regiones alrededor de los polos magnéticos de la Tierra . Estos también son conocidos como las Luces del Norte (aurora borealis) en el hemisferio norte, y las luces del sur (aurora australis) en el hemisferio sur. Las eyecciones de masa coronal, junto con las erupciones solares de otro origen, pueden interrumpir las transmisiones de radio y causar daños a los satélites y las instalaciones de la línea de transmisión eléctrica , lo que resulta en cortes de energía potencialmente masivos y duraderos . [11] [12]
Los protones energéticos liberados por una CME pueden causar un aumento en el número de electrones libres en la ionosfera , especialmente en las regiones polares de alta latitud. El aumento de electrones libres puede mejorar la absorción de ondas de radio, especialmente dentro de la región D de la ionosfera, lo que conduce a eventos de absorción del casquete polar. [13]
Los seres humanos en altitudes elevadas, como en aviones o estaciones espaciales, corren el riesgo de exponerse a eventos de partículas solares relativamente intensos . La energía absorbida por los astronautas no se reduce con un diseño de escudo típico de una nave espacial y, si se proporciona alguna protección, resultaría de cambios en la falta de homogeneidad microscópica de los eventos de absorción de energía. [ cita requerida ]