es bien conocido que una tormenta solar, dependiendo de su nivel de intensidad, puede afectar el funcionamiento de las redes eléctricas, los sistemas de navegación o las comunicaciones por satélite. El problema es que no está claro qué pasaría hoy si la intensidad de una tormenta alcanzara niveles como los del llamado Evento Carrington en 1859, uno de esos fenómenos extraordinariamente raros que ocurren sólo una vez cada mil años. Sin embargo, una nueva investigación sugiere que el impacto podría ser incluso peor de lo que los científicos habían pensado.
Las tormentas solares ocurren cuando el viento solar (una corriente continua de partículas cargadas emitidas por el sol) interactúa con la magnetosfera de la Tierra. Durante el Evento de Carrington, las comunicaciones telegráficas colapsaron en la mitad del mundo y la aurora boreal fue visible en toda América del Norte hasta el sur de Cuba. En el mundo actual, las fuertes tormentas solares pueden tener efectos de mayor alcance e incluso alterar la atmósfera superior.
“El campo magnético de nuestro planeta hace un gran trabajo al protegernos contra muchos efectos del clima espacial y por eso a menudo simplemente aparecen como fallas o hermosas auroras”, señala Maria Walach, investigadora de la Universidad de Lancaster que colaboró en el estudio. “Sin embargo, hay casos extremos en los que los satélites caen inesperadamente a la Tierra o perdemos la comunicación y las señales GPS”.
Para estimar la intensidad del viento solar, los investigadores utilizan principalmente mediciones tomadas por satélites ubicados en el punto L1 Lagrange, a aproximadamente 1,5 millones de kilómetros de la Tierra. El problema es que esas observaciones no corresponden exactamente al entorno donde el viento solar finalmente interactúa con el campo magnético de la Tierra. Entre ambos puntos pasa una cantidad de tiempo variable, y el plasma solar también cambia durante su recorrido.
Los autores sostienen que esta incertidumbre, lejos de ser mero ruido experimental, introduce un sesgo sistemático en el análisis de los datos.
Estadísticas solares
El punto central del estudio reside en un conocido fenómeno estadístico llamado regresión hacia la media. En términos simples, cuando una medición es extraordinariamente alta, el valor real que intenta representar es, en promedio, menos extremo. Esto sucede porque, en ocasiones, las incertidumbres aleatorias pueden exagerar una observación.
En el caso del viento solar, una medición excepcionalmente intensa realizada en L1 probablemente corresponda a un viento solar algo menos intenso cuando llega a la región donde realmente interactúa con la magnetosfera. Si los científicos relacionan directamente esa medida extrema con la respuesta observada de la Tierra, el efecto parecerá insignificante en relación con un estímulo tan grande. Repetido miles de veces, este efecto crea la falsa impresión de que la magnetosfera deja de responder a medida que aumenta la intensidad del viento solar.
Lo que ha sucedido es que, durante años, los científicos han creído que existe un límite natural en la intensidad con la que la Tierra responde a las tormentas solares más extremas. Según esa idea, cuando el viento solar alcanza valores muy altos, el campo magnético terrestre deja de reaccionar proporcionalmente, y su respuesta entra en una especie de “saturación”. Sin embargo, este nuevo estudio sugiere que quizás ese límite nunca existió. Lo que parecía ser un fenómeno físico podría ser, en realidad, una ilusión provocada por la forma en que se analizan las mediciones.
Para probar esta hipótesis, los investigadores desarrollaron un modelo estadístico que incorpora las principales fuentes de incertidumbre: las variaciones en el tiempo que tarda el viento solar en llegar a la Tierra y los cambios aleatorios que sufre durante ese viaje. El modelo reproduce con notable precisión la misma curva de “saturación” observada en más de 25 años de datos, sin necesidad de invocar ningún mecanismo físico que limite la respuesta de la Tierra.
Luego aplicaron una técnica conocida como calibración de regresión, que corrige matemáticamente el sesgo introducido por las incertidumbres de las mediciones. Tras esa corrección, la supuesta saturación desaparece casi por completo. La relación entre la intensidad del viento solar y la respuesta geomagnética vuelve a ser esencialmente lineal, al menos dentro del rango para el cual existen suficientes observaciones registradas (más de un millón de ellas, de hecho).
Sin límite
¿Cuáles son las consecuencias de estos resultados, publicados en la revista Nature? Si la respuesta de la Tierra continúa creciendo proporcionalmente durante eventos catastróficos, una tormenta solar extrema como el Evento Carrington podría ser considerablemente más peligrosa de lo que se pensaba anteriormente. Los autores estiman que, para valores de viento solar muy altos, el impacto geomagnético podría ser aproximadamente el doble del calculado por los modelos tradicionales.
“Si no existe un límite superior para la respuesta de nuestro planeta al viento solar, los modelos para casos extremos deben tener esto en cuenta y debemos estar atentos a los efectos del clima espacial”. dijo Walach en el comunicado de prensa. “Afortunadamente, estos casos tan extremos son raros, pero esto también significa que tenemos datos limitados con los que trabajar y sólo el tiempo dirá qué sucede en un evento muy extremo, que ocurre uno cada mil años”.
De hecho, el estudio reconoce esa limitación: todavía hay muy pocos registros de los episodios más extremos. Por esta razón, los investigadores no afirman que la saturación sea imposible. Más bien, argumentan que los datos disponibles no proporcionan pruebas estadísticas convincentes de su existencia.
Esta historia apareció originalmente en WIRED en Español y ha sido traducida del español.