¿Qué son las erupciones solares?

Una llamarada solar es básicamente una explosión gigante en la superficie de nuestro Sol que ocurre cuando las líneas de campo magnético de las manchas solares se enredan y erupcionan. Una llamarada solar se define como una variación repentina, rápida e intensa del brillo. Una llamarada solar ocurre cuando la energía magnética que se ha acumulado en la atmósfera solar se libera repentinamente. El material se calienta a muchos millones de grados en solo minutos y se emite radiación a través de prácticamente todo el espectro electromagnético, desde ondas de radio en el extremo de longitud de onda larga, a través de emisión óptica a rayos X y rayos gamma en el extremo de longitud de onda corta. ¡La cantidad de energía liberada es equivalente a millones de bombas nucleares explotando todas al mismo tiempo! Las erupciones solares son frecuentes cuando el Sol está activo en los años alrededor del máximo solar. ¡Muchas erupciones solares pueden ocurrir en solo un día durante este período! Alrededor del mínimo solar, las erupciones solares pueden ocurrir menos de una vez por semana. Las llamaradas grandes son menos frecuentes que las más pequeñas. Algunas erupciones solares (en su mayoría más fuertes) pueden lanzar enormes nubes de plasma solar al espacio que llamamos eyección de masa coronal. Cuando una eyección de masa coronal llega a la Tierra, puede causar una tormenta geomagnética y mostrar auroras intensas.

Una espectacular llamarada solar vista por el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA en la longitud de onda de 193 Ångström.

Imagen: Una espectacular llamarada solar vista por el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA en la longitud de onda de 193 Ångström.

La clasificación de las manchas solares

Las erupciones solares se clasifican como A, B, C, M o X según el flujo máximo (en vatios por metro cuadrado, W/m 2 ) de 1 a 8 Ångströms de rayos X cerca de la Tierra, medido por el instrumento XRS a bordo El satélite GOES-15 que se encuentra en una órbita geoestacionaria sobre el Océano Pacífico. La siguiente tabla nos muestra las diferentes clases de erupciones solares:

Clase W/m2 entre 1 y 8 Ångströms
A <10-7
B ≥10-7 <10-6
C ≥10-6 <10-5
M ≥10-5 <10-4
X ≥10-4

Cada categoría de rayos X se divide en una escala logarítmica del 1 al 9. Por ejemplo: B1 a B9, C1 a C9, etc. Una bengala X2 es dos veces más poderosa que una bengala X1, y es cuatro veces más poderosa que una Bengala M5. La categoría de clase de clase X es ligeramente diferente y no se detiene en X9 sino que continúa. Las llamaradas solares de X10 o más fuertes a veces también se llaman "llamaradas solares de clase Súper X".

A & B-clases de erupciones solares

Las clases A y B son la clase más baja de erupciones solares. Son muy comunes y no muy interesantes. El flujo de fondo (cantidad de radiación emitida cuando no hay llamaradas) a menudo está en el rango B durante el máximo solar y en el rango A durante el mínimo solar.

C-clase de erupción solar

Las erupciones solares de clase C son erupciones solares menores que tienen poco o ningún efecto en la Tierra. Solo las erupciones solares de clase C de larga duración podrían producir una eyección de masa coronal, pero generalmente son lentas, débiles y rara vez causan una perturbación geomagnética significativa aquí en la Tierra. El flujo de fondo (cantidad de radiación emitida cuando no hay erupciones) puede estar en el rango inferior de la clase C cuando una región compleja de manchas solares habita el disco solar que mira hacia la Tierra.

M-clase de erupción solar

Las llamaradas solares de clase M son lo que llamamos llamaradas solares medianas y grandes. Causan apagones de radio pequeños (R1) a moderados (R2) en el lado de la Tierra a la luz del día. Algunas erupciones solares eruptivas de clase M también pueden causar tormentas de radiación solar. Las fuertes erupciones solares de clase M de larga duración son probablemente candidatas para lanzar una eyección de masa coronal. Si la erupción solar ocurre cerca del centro del disco solar que mira hacia la Tierra y lanza una eyección de masa coronal hacia nuestro planeta, existe una alta probabilidad de que la tormenta geomagnética resultante sea lo suficientemente fuerte como para ver la aurora en las latitudes medias.

X-clase de erupción solar

X-class solar flares are the biggest and strongest of them all. On average, solar flares of this magnitude occur about 10 times a year and are more common during solar maximum than solar minimum. Strong to extreme (R3 to R5) radio blackouts occur on the daylight side of the Earth during the solar flare. If the solar flare is eruptive and takes place near the center of the Earth-facing solar disk, it could cause a strong and long lasting solar radiation storm and release a significant coronal mass ejection that can cause severe (G4) to extreme (G5) geomagnetic storming at Earth.

X-class solar flare as seen by NASA's Solar Dynamics Observatory in the 131 Ångström wavelength

Imagen: Una llamarada solar de clase X vista por el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA en la longitud de onda 131 Ångström.

So what's above X9? The X-class continues after X9 instead of getting a new letter and these solar flares are often referred to as ''Super X-class'' solar flares. Solar flares that reach or even surpass the X10 class are however very rare and occur only a few times during a solar cycle. It is actually a good thing that these powerful solar flares do not occur so often as the consequences on Earth could be severe. The coronal mass ejections which can be launched by such solar flares are known to be able to cause issues with our modern technology like satellites and power lines.

Una cosa a tener en cuenta con las llamaradas súper clase X es que una llamarada solar X20 no es 10 veces más fuerte que una llamarada solar X10. Una llamarada solar X10 es igual a un flujo de rayos X de 0.001 vatios/m 2, mientras que una llamarada solar X20 es igual a 0.002 vatios/m 2 en la longitud de onda de 1-8 Ångstrom.

The largest solar flare ever recorded since satellites started to measure them in 1976 was estimated to be an X28 solar flare which occurred on November 4th, 2003 during Solar Cycle 23. The XRS long channel on the GOES-12 satellite was saturated at X17 for 12 minutes by the intense radiation. A later analysis of the available data yield an estimated peak flux of X28 however there are scientists who think that this solar flare was even stronger than X28. A good thing for us was that the sunspot group which produced this solar flare had already rotated largely of the Earth-facing solar disk when the X28 solar flare occurred. A thing to note is that there has not been a solar flare that saturated the XRS channels on GOES-15 as of March 2017 but it is expected that it will saturate at about the same flux levels.

Apagones de radio de alta frecuencia (HF) causados por erupciones solares

Las ráfagas de rayos X y radiación ultravioleta extrema que se emiten durante las erupciones solares y pueden causar problemas con las transmisiones de radio de alta frecuencia (HF) en el lado iluminado de la Tierra y son más intensas en lugares donde el Sol está directamente sobre la cabeza. La comunicación de radio de alta frecuencia (HF) (3-30 MHz) se ve afectada principalmente durante tales eventos, aunque el desvanecimiento y la recepción disminuida pueden extenderse a frecuencia muy alta (VHF) (30-300 MHz) y frecuencias más altas.

Estos apagones son el resultado de densidades de electrones aumentadas en la ionosfera inferior (capa D) durante una llamarada solar que causa un gran aumento en la cantidad de energía que pierden las ondas de radio cuando pasa a través de esta capa. Este proceso evita que las ondas de radio alcancen las capas E, F1 y F2 mucho más altas, donde estas señales de radio normalmente se refractan y vuelven a la Tierra.

Radio blackouts caused by solar flares are the most common space weather events to affect Earth and also the fastest to affect us. Minor events occur about 2000 times each solar cycle. The electromagnetic emission produced during flares travels at the speed of light taking just over 8 minutes to travel from the Sun to Earth. These type of radio blackouts can last from several minutes to several hours depending on the duration of the solar flare. How severe a radio blackout is depends on the strength of the solar flare.

La frecuencia más alta afectada (HAF) durante un apagón de radio de rayos X en el mediodía local se basa en el valor actual del flujo de rayos X entre 1-8 Ångström. La frecuencia más alta afectada (HAF) puede derivarse mediante una fórmula. A continuación encontrará una tabla donde puede ver cuál es la frecuencia más alta afectada (HAF) durante un flujo de rayos X específico.

Clase y flujo de rayos X del GOES Frecuencia más alta afectada
M1.0 (10-5) 15 MHz
M5.0 (5×10-5) 20 MHz
X1.0 (10-4) 25 MHz
X5.0 (5×10-4) 30 MHz

R-escala

NOAA uses a five-level system called the R-scale, to indicate the severity of a X-ray related radio blackout. This scale ranges from R1 for a minor radio blackout event to R5 for an extreme radio blackout event, with R1 being the lowest level and R5 being the highest level. Every R-level has a certain X-ray brightness associated with it. This ranges from R1 for a X-ray flux of M1 to R5 for a X-ray flux of X20. On Twitter we provide alerts as soon as a certain radio blackout threshold has been reached. Because each blackout level represents a certain GOES X-ray brightness, you can associate these alerts directly with a solar flare that is occurring at that moment. We can define the following radio blackout classes:

R-escala Descripción Umbral de rayos X del GOES por clase y flujo Frecuencia media
R1 Menor M1 (10-5) 2000 por ciclo (950 días por ciclo)
R2 Moderada M5 (5×10-5) 350 por ciclo (300 días por ciclo)
R3 Fuerte X1 (10-4) 175 por ciclo (140 días por ciclo)
R4 Importante X10 (10-3) 8 por ciclo (8 días por ciclo)
R5 E xtrema X20 (2×10-3) Menos de 1 por ciclo

La imagen a continuación muestra los efectos de una llamarada solar X1 (R3-fuerte) en el lado iluminado de la Tierra. Podemos ver que la frecuencia más alta afectada (HAF) es de aproximadamente 25 MHz allí donde el Sol está directamente sobre la cabeza. Las frecuencias de radio más bajas que la HAF sufren una pérdida aún mayor.

NOAA SWPC - Producto de absorción de la región D. El modelo de predicción de absorción de la región D se utiliza como guía para comprender la degradación de radio de alta frecuencia (HF) y las interrupciones de comunicación que esto puede causar.

Imagen: NOAA SWPC - Producto de absorción de la región D. El modelo de predicción de absorción de la región D se utiliza como guía para comprender la degradación de radio de alta frecuencia (HF) y las interrupciones de comunicación que esto puede causar.

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11%

Hechos clima espacial

Último evento clase X:10/09/2017X8.2
Último evento clase M:20/10/2017M1.0
Últimas tormentas geomagnéticas:19/02/2020Kp5 (G1)
Número de días sin manchas en el año 2020:34
Estrías actual días sin manchas:19

Efemérides*

Llamarada solar
12002M5.1
22002M4.3
32002M4.2
42002M3.5
52014M3.0
ApG
1201437G2
2201220G1
3200619G1
4200317
5199417G1
*desde 1994

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