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Plasma Reconnection, Shocks and Turbulence in Solar System Interactions: Modelling and Observations

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Una nueva modelización augura predicciones meteorológicas espaciales precisas en el futuro

La meteorología espacial afecta al rendimiento de los satélites e interfiere en las señales de radio. Investigadores financiados con fondos europeos han desarrollado la imagen más precisa hasta la fecha de cómo interactúa el viento solar con nuestro planeta, e incluso han ayudado a resolver un antiguo enigma.

Espacio

El Sol emite constantemente un flujo interminable de plasma, o partículas cargadas, al espacio junto con la luz. Este viento solar interactúa con el campo magnético de la Tierra, lo que provoca tormentas espaciales. «De la misma forma que nos preocupan las condiciones meteorológicas extremas en la Tierra, también nos preocupan cada vez más las condiciones meteorológicas extremas en el espacio», explica Minna Palmroth, coordinadora del proyecto PRESTISSIMO, de la Universidad de Helsinki (Finlandia). «El número de lanzamientos de satélites ha aumentado exponencialmente en los últimos años. Al igual que los operarios de los barcos necesitan conocer las condiciones meteorológicas en el mar, los operadores de los satélites necesitan conocer la meteorología espacial para proteger sus activos». La sociedad depende cada vez más de la tecnología espacial y, por lo tanto, es más susceptible a la meteorología espacial, que tiene lugar a unos 100 km de altura y muy por encima del suelo. Todas las señales de radio que utilizan los aviones, los satélites, los teléfonos móviles, los sistemas de radar, etc., pueden verse afectadas por las tormentas espaciales.

Predicción de la meteorología espacial

A pesar del creciente impacto de la meteorología espacial en nuestras vidas, por ahora tenemos unos conocimientos limitados de lo que ocurre por encima de la atmósfera. Millones de estaciones y dispositivos meteorológicos vigilan la meteorología terrestre, que tiene lugar en una capa de unos 10 km de espesor alrededor de nuestro planeta. No hay nada parecido a esta cobertura para la meteorología espacial, que ocupa un volumen muchos millones de veces mayor. Por ello, la elaboración de una imagen precisa de la meteorología espacial se ha basado en modelizaciones informáticas. «Como posdoctorando a principios de la década del 2000, me frustraba que incluso los modelos más avanzados no fueran suficientemente precisos», comenta Palmroth. «Pudimos demostrar cómo el campo magnético del planeta desvía la corriente de viento solar, del mismo modo que una roca desvía el agua de un arroyo, pero seguimos sin poder responder a muchas preguntas fundamentales». En 2007, Palmroth recibió una subvención del Consejo Europeo de Investigación (CEI) para crear una nueva herramienta de modelización vanguardista. Así apareció el simulador Vlasiator, que se desarrolló en previsión de la potencia de cálculo de los superordenadores modernos.

Espacio multidimensional

La primera versión de Vlasiator se completó en 2012. El proyecto PRESTISSIMO, puesto en marcha en 2016 y también financiado por el CEI, se diseñó para aumentar aún más la capacidad de esta herramienta de modelización con el fin de visualizar mejor la dinámica de la meteorología espacial. Como resultado, ahora Vlasiator puede no solo localizar la posición de las partículas, sino también trazar su velocidad y dirección de movimiento a través del espacio tridimensional. Esta precisión ha dado a Palmroth la oportunidad de examinar a fondo los complejos fenómenos de la meteorología espacial. Esto incluye la cola magnética generada por el campo magnético del lado de la Tierra donde es de noche. Esta se desprende, más o menos, una vez al día y flota hacia el espacio. La dinámica de por qué la cola magnética se desprende ha sido fuente de controversia académica durante medio siglo. «Gracias a nuestro modelo, hemos logrado explicar exactamente por qué ocurre esto», añade Palmroth. Con todo, tendremos que esperar un poco más para conocer la respuesta, ya que los resultados tendrán que publicarse primero en una revista revisada por expertos.

Una modelización precisa para los satélites

Una modelización precisa de la meteorología espacial será muy beneficiosa para las numerosas industrias que dependen de algún modo de los satélites y las ondas de radio. Es probable que estos avances también amplíen nuestra comprensión del universo; Palmroth pronostica que muchos de los procesos que se están modelando actualmente podrían ser válidos para otros planetas, e incluso estrellas. «El simulador de modelos ya está listo», afirma Palmroth. «Creo que esto podría ser revolucionario para los científicos».

Palabras clave

PRESTISSIMO, espacio, satélites, radio, solar, Vlasiator, meteorología, Sol, Tierra

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