¿Qué es una tormenta de radiación solar?

Una tormenta de radiación solar (también conocida como Evento de protones solares o SPE) ocurre a menudo después de grandes erupciones en el Sol cuando los protones se lanzan a velocidades increíblemente altas, a veces hasta varios 10.000 km/s. Estas tormentas de radiación pueden recorrer la distancia Sol-Tierra en poco tiempo, como 30 minutos y durar varios días. En este artículo vamos a explicar qué es una tormenta de radiación solar y qué tipo de efectos tiene sobre nosotros.

G-escala

NOAA uses a five-level system called the S-scale, to indicate the severity of a solar radiation storm. This scale ranges from S1 to S5, with S1 being the lowest level and S5 being the highest level. Every S-level has a pfu (proton flux unit) threshold associated with it. For example: S1 solar radiation storm levels are reached when the 10 MeV pfu count reaches a value of 10 at geosynchronous satellite altitudes. Do note that this scale is actually logarithmic. What that means it that a moderate (S2) proton event occurs when the proton flux reaches 100 pfu, not 20! For a strong (S3) solar radiation storm, a pfu of 1000 is required. We often use this S-scale on the website so it’s wise to familiarize yourself with it. We can define the following solar radiation storm classes:

Peligros

Solar radiation storms are not dangerous for people on Earth. We are protected from these storms by Earth's magnetic field and Earth's atmosphere. One effect that we can experience on Earth during strong solar radiation storms is an increased risk of people on transpolar flights receiving a higher dose of radiation than normal. Transpolar flights sometimes have to be rerouted or canceled because of these radiation storms. Another effect is that it can cause some communication problems over the polar areas. These protons are also a radiation threat to astronauts, in particular during their extra-vehicular activities (space walks). Satellites out in space are also vulnerable: these protons degrade solar panel efficiency, on board electronic circuitry can malfunction and the protons will create noise in star-tracking systems.

En latitudes árticas, la comunicación por radio de alta frecuencia (HF) puede volverse problemática o incluso imposible. Los protones que se mueven rápidamente penetran en la magnetosfera y son guiados por las líneas del campo magnético, penetrando la atmósfera cerca de los polos norte y sur. Estos protones ionizan la capa D y este proceso evita que las ondas de radio HF alcancen las capas E, F1 y F2 mucho más altas, donde estas señales de radio normalmente se refractan y rebotan de regreso a la Tierra. Tales apagones de radio se conocen como eventos de Absorción de Cap Polar (PCA) y pueden durar días. El resultado es poca o ninguna comunicación de radio HF posible a través de rutas transpolares. Podemos usar la escala S para estimar la gravedad de un evento de Absorción de Cap Polar (PCA).

La siguiente imagen muestra un buen ejemplo de lo que les sucede a los satélites durante las tormentas de radiación solar. De izquierda a derecha vemos algunas imágenes de dos instrumentos SOHO diferentes. A la izquierda, verá cómo se ven normalmente las imágenes cuando no hay tormenta de radiación solar. A la derecha puede ver lo que sucede durante una tormenta de radiación solar S4 severa. Hay tantos protones chocando con el sensor de la cámara que causa mucho 'ruido' en las imágenes. Las imágenes son casi inutilizables.

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Problemas con el Explorador Avanzado de Composición (ACE) durante tormentas de radiación solar

Es posible que durante una tormenta de radiación solar, algunos datos provenientes del satélite Advanced Composition Explorer (ACE) se contaminen y registren valores falsos. Esto se puede ver con los parámetros del viento solar que provienen del instrumento SWEPAM. La velocidad del viento solar se vuelve más baja de lo que realmente es y la densidad se vuelve menos de 1 protón por centímetro cuadrado. Los datos relacionados con el campo magnético interplanetario (FMI) siguen siendo confiables durante una tormenta de radiación solar. Estas lecturas falsas pueden ocurrir cuando una tormenta de radiación solar alcanza el nivel S2 (tormenta de radiación solar moderada) y a menudo pueden continuar hasta mucho después de la llegada de una eyección de masa coronal, lo que dificulta mucho más la detección de la llegada de una eyección de masa coronal. La nave espacial DSCOVR que reemplazó a ACE en 2016 no tiene estos problemas.

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