La previsión meteorológica es una herramienta poderosa. Durante la temporada de huracanes, por ejemplo, los meteorólogos crean simulaciones por computadora para pronosticar cómo se forman estas tormentas destructivas y hacia dónde podrían viajar, lo que ayuda a prevenir daños a las comunidades costeras.
Cuando se intenta pronosticar el clima espacial, en lugar de las tormentas en la Tierra, crear estas simulaciones se vuelve un poco más complejo.
Para simular el clima espacial, sería necesario colocar el Sol, los planetas y el vasto espacio vacío entre ellos en un entorno virtual, también conocido como caja de simulación, donde se realizarían todos los cálculos.
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El clima espacial es muy diferente de las tormentas que se ven en la Tierra. Estos eventos provienen del Sol, que expulsa erupciones de partículas cargadas y campos magnéticos desde su superficie.
Los más poderosos de estos eventos se llaman eyecciones de masa coronal interplanetarias, o CME, que viajan a velocidades cercanas a las 1.800 millas por segundo (2.897 kilómetros por segundo).
Para poner esto en perspectiva, una sola CME podría mover una masa de material equivalente a todos los Grandes Lagos desde la ciudad de Nueva York hasta Los Ángeles en poco menos de dos segundos, casi más rápido de lo que se necesita para decir “clima espacial”.
Cuando estas CME golpean la Tierra, pueden provocar tormentas geomagnéticas, que se manifiestan en el cielo como hermosas auroras. Estas tormentas también pueden dañar infraestructura tecnológica clave, por ejemplo, al interferir con el flujo de electricidad en la red eléctrica y provocar que los transformadores se sobrecalienten y fallen.
Para comprender mejor cómo estas tormentas pueden causar tantos estragos, nuestro equipo de investigación creó simulaciones para mostrar cómo las tormentas interactúan con el escudo magnético natural de la Tierra y desencadenan la peligrosa actividad geomagnética que puede apagar las redes eléctricas.
En un estudio publicado en octubre de 2025 en el Astrophysical Journal, modelamos una de las fuentes de estas tormentas geomagnéticas: pequeños vórtices parecidos a tornados surgidos de una eyección del Sol. Estos vórtices se llaman cuerdas de flujo, y los satélites habían observado previamente pequeñas cuerdas de flujo, pero nuestro trabajo ayudó a descubrir cómo se generan.
El desafío
Nuestro equipo comenzó esta investigación en el verano de 2023, cuando uno de nosotros, un experto en clima espacial, detectó inconsistencias en las observaciones del clima espacial. Este trabajo ha encontrado tormentas geomagnéticas que ocurren durante períodos en los que no se predijo que erupciones solares golpearan la Tierra.
Desconcertado, el experto en meteorología espacial quería saber si podrían producirse fenómenos meteorológicos espaciales que fueran más pequeños que las eyecciones de masa coronal y no se originaran directamente en erupciones solares. Predijo que tales eventos podrían formarse en el espacio entre el Sol y la Tierra, en lugar de en la atmósfera solar.
Un ejemplo de estos fenómenos meteorológicos espaciales más pequeños es una cuerda de flujo magnético: haces de campos magnéticos enrollados entre sí como una cuerda. Su detección en simulaciones por computadora de erupciones solares daría pistas sobre dónde pueden estar formándose estos fenómenos meteorológicos espaciales.
A diferencia de las observaciones satelitales, en las simulaciones se puede retroceder el tiempo o rastrear un evento aguas arriba para ver dónde se origina.
Entonces le preguntó al otro autor, un destacado experto en simulación. Resultó que encontrar fenómenos meteorológicos espaciales más pequeños no era tan sencillo como simular una gran erupción solar y dejar que el modelo informático funcionara el tiempo suficiente para que la erupción llegara a la Tierra.
Las simulaciones por computadora actuales no están destinadas a resolver estos eventos más pequeños. En cambio, están diseñados para centrarse en las grandes erupciones solares porque son las que tienen mayores efectos en la infraestructura de la Tierra.
Este déficit fue bastante decepcionante. Era como intentar pronosticar un huracán con una simulación que solo muestra patrones climáticos globales. Como no se puede ver un huracán a esa escala, lo pasarías por alto por completo.
Estas simulaciones a mayor escala se conocen como simulaciones globales. Estudian cómo se forman las erupciones solares en la superficie del Sol y viajan por el espacio.
Estas simulaciones tratan corrientes de partículas cargadas y campos magnéticos que flotan en el espacio como fluidos para reducir el costo computacional, en comparación con modelar cada partícula cargada de forma independiente. Es como medir la temperatura general del agua en una botella, en lugar de rastrear cada molécula de agua individualmente.
Debido a que estas simulaciones son fenómenos computacionales que ocurren en un espacio tan vasto, no pueden resolver todos los detalles. Para resolver de forma asequible el vasto espacio entre el Sol y los planetas, los investigadores dividen el espacio en grandes cubos, análogos a los píxeles bidimensionales de una cámara.
En la simulación, cada uno de estos cubos representa un área de 1,6 millones de kilómetros (1 millón de millas) de ancho, alto y ancho. Esa distancia equivale aproximadamente al 1 por ciento de la distancia de la Tierra al Sol.
La busqueda comienza
Nuestra búsqueda comenzó con lo que parecía buscar una aguja en un pajar. Estábamos investigando antiguas simulaciones globales, buscando una pequeña masa transitoria (que significaría una cuerda de flujo) dentro de un área del espacio cientos de veces más ancha que el propio Sol.
Nuestra búsqueda inicial no arrojó nada.
Luego cambiamos nuestro enfoque a las simulaciones del evento de erupción solar de mayo de 2024. Esta vez, observamos específicamente la región donde la erupción solar chocó con un flujo silencioso de partículas cargadas y campos magnéticos, llamado viento solar, que se encontraba delante de ella.
Allí estaba: un sistema distinto de cables de flujo magnético.
Sin embargo, nuestra emoción duró poco. No pudimos decir de dónde procedían estas cuerdas fundentes. Las cuerdas de flujo modeladas también eran demasiado pequeñas para sobrevivir y finalmente desaparecieron porque se volvieron demasiado pequeñas para resolverlas con nuestra cuadrícula de simulación.
Pero ese era el tipo de pista que necesitábamos: la presencia de cuerdas de flujo en el lugar donde la erupción solar chocó con el viento solar.
Para resolver el problema, decidimos cerrar esta brecha y crear un modelo de computadora con un tamaño de cuadrícula más fino que las simulaciones globales anteriores utilizadas. Dado que aumentar la resolución en todo el espacio de simulación habría sido prohibitivamente costoso, decidimos aumentar la resolución de la simulación solo a lo largo de la trayectoria de las cuerdas de flujo.
Las nuevas simulaciones ahora podrían resolver características que abarcaban distancias desde seis veces el diámetro de la Tierra de 8.000 millas (o 128.000 kilómetros) hasta decenas de miles de millas, casi 100 veces mejor que las simulaciones anteriores.
haciendo el descubrimiento
Una vez que diseñamos y probamos la cuadrícula de simulación, llegó el momento de simular la misma erupción solar que condujo a la formación de esas cuerdas de flujo en el modelo menos detallado. Queríamos estudiar la formación de esas cuerdas de flujo y cómo crecieron, cambiaron de forma y posiblemente terminaron en la estrecha cuña que abarca el espacio entre el Sol y la Tierra.
Los resultados fueron asombrosos.
La vista de alta resolución reveló que las cuerdas de flujo se formaron cuando la erupción solar chocó contra el viento solar más lento que tenía delante. Las nuevas estructuras poseían una complejidad y una fuerza increíbles que persistieron mucho más tiempo de lo que esperábamos.
En términos meteorológicos, fue como ver un huracán generar un grupo de tornados.
Descubrimos que los campos magnéticos en estos vórtices eran lo suficientemente fuertes como para desencadenar una tormenta geomagnética significativa y causar problemas reales aquí en la Tierra. Pero lo más importante es que las simulaciones confirmaron que efectivamente hay fenómenos meteorológicos espaciales que se forman localmente en el espacio entre el Sol y la Tierra.
Nuestro siguiente paso es simular cómo estas características similares a tornados en el viento solar pueden afectar nuestro planeta y nuestra infraestructura.
frameborder=”0″ enable=”accelerómetro; reproducción automática; escritura en portapapeles; medios cifrados; giroscopio; imagen en imagen; compartir web” referrerpolicy=”origen-estricto-cuando-origen-cruzado” enablefullscreen>Este corte bidimensional de la caja de simulación muestra una erupción solar que se mueve rápidamente hacia la Tierra. La erupción choca contra el viento solar más lento que tiene delante, provocando la formación de una constelación de cuerdas de flujo magnético.
Las cuerdas de flujo magnético aparecen como islas en el cuadro de simulación. Las líneas continuas representan líneas de campo magnético y la barra de color muestra el número de partículas cargadas. Las cuerdas de flujo se mueven hacia la Tierra al formarse con el viento solar.
El vídeo también muestra cómo la misión espacial Space Weather Investigation Frontier, o SWIFT, una constelación de cuatro satélites que forman una configuración de tetraedro, podría examinar la formación y el crecimiento de estas estructuras en el viento solar.
Ver estas cuerdas de flujo en la simulación formarse tan rápidamente y moverse hacia la Tierra fue emocionante, pero preocupante. Fue emocionante porque este descubrimiento podría ayudarnos a planificar mejor futuros eventos climáticos espaciales extremos. Al mismo tiempo, era preocupante que estas cuerdas de flujo solo aparecieran como una pequeña señal en los monitores meteorológicos espaciales actuales.
Necesitaríamos múltiples satélites para ver directamente estas cuerdas de flujo con mayor detalle para que los científicos puedan predecir de manera más confiable si, cuándo y en qué orientación pueden afectar a nuestro planeta y cuál puede ser el resultado.
La buena noticia es que los científicos e ingenieros están desarrollando misiones espaciales de próxima generación que podrían abordar este problema.
Mojtaba Akhavan-Tafti, investigador científico asociado, Universidad de Michigan y Ward B. (Chip) Manchester, profesor investigador de ingeniería en ciencias espaciales y climáticas, Universidad de Michigan
Este artículo se vuelve a publicar desde The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.