Autor: Jak Jony Faria Mota | Publicado: 2012-04-30T04:45:00-07:00






El Sol cabe en un superordenador

 
Una investigación del Astrofísico de Canarias estudia la estrella para predecir su comportamiento

Servirá para anticiparse a las tormentas solares









Mónica G. Salomone 

Madrid

29 ABR 2012 - 21:45 CET3

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Detalle de una tormenta solar. / El País









El tiempo en el Sol está revuelto. Una serie de tormentas solares a 
principios de marzo enviaron a la Tierra en apenas tres días energía 
suficiente como para alimentar Nueva York durante dos años. Ahora, tras 
dos semanas rotando por la cara oculta del sol, la región de la 
superficie solar de donde procedían las tormentas, llamada AR1429, 
vuelve a emerger, pero ya está calmada: “La mancha AR1429 es apenas una 
sombra de lo que era”, informa la web de clima espacial. Buenas noticias
 para los operadores de satélite, que toman medidas para proteger los 
equipos cuando hay mal tiempo solar. Pero no pueden bajar la guardia, 
porque se sabe aún demasiado poco del Sol como para predecir su 
comportamiento con antelación. Elena Khomenko, investigadora del 
Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), se propone cambiar eso con 
una simulación de la estrella que ocupará varios millones de horas de 
cálculo por procesador en potentes superordenadores.

&nbsp;No es solo que los expertos sean incapaces de predecir si habrá 
tormentas solares, un fenómeno que puede provocar daños en los satélites
 en órbita y cortes del suministro eléctrico. Los modelos ni siquiera 
pueden explicar aún por qué la actividad solar sigue un ciclo de unos 11
 años, aunque hace siglo y medio que se sabe que en ese período la 
cantidad de energía que emite el Sol disminuye hasta un mínimo y luego 
vuelve a aumentar. El Sol está ahora en el ciclo 24 (hay datos desde 
1755), que empezó en mayo de 2008 tras un mínimo inesperadamente largo. 
“El ciclo actual debía haber empezado mucho antes, ha habido que volver a
 ajustar los modelos. Ahora se prevé que se alcance el máximo a 
principios de 2013 y sea el menos activo del último siglo”, dice Manuel 
Collados, del grupo de solar del IAC.

Quién sabe si no habrá que ajustar las predicciones de nuevo. Por 
ahora los modelos predictivos que funcionan mejor se basan en ciclos 
anteriores; pero no en un conocimiento profundo sobre el funcionamiento 
del Sol. Como dice Khomenko, “no se sabe aún por qué la actividad del 
Sol sigue un ciclo de 11 años, y no de cinco o de 20”. Ella no aspira a 
dar una respuesta. Pero su trabajo servirá para modelizar mejor, y por 
tanto predecir, las manifestaciones externas de ese ciclo de actividad, 
como las tormentas solares.

Tormenta solar es un término genérico que engloba fenómenos de 
distinta clase, como las fulguraciones y las eyecciones de masa coronal.
 Las fulguraciones son explosiones que liberan miles de millones de 
megatones de energía, y en las que el material de que está hecho el Sol,
 gas muy caliente llamado plasma, se calienta millones de grados. En las
 eyecciones de masa coronal (EMC) salen despedidas enormes burbujas de 
partículas cargadas que pueden dañar los satélites y equipos 
electrónicos si llegan a la Tierra. Las fulguraciones son hoy 
impredecibles; en el caso de las EMC, si están orientadas a la Tierra se
 estima un tiempo de llegada de un par de días. Ambos fenómenos se 
asocian a las manchas solares, regiones de la superficie del Sol donde 
se concentra el campo magnético.





Pronosticar estos fenómenos es útil para evitar daños en satélites

La relación es: cuanta más actividad solar, más manchas y más 
tormentas. Pero ¿por qué? “No entendemos cómo se forman estas erupciones
 violentas en la superficie del Sol”, dice Khomenko. Su objetivo es 
describir la relación entre el campo magnético del Sol y el plasma.

Su proyecto es lo bastante novedoso como para haber recibido 
financiación del Consejo Europeo de Investigación (ERC) durante cinco 
años. Se concentra en modelizar la cromosfera, la capa exterior del Sol,
 donde se observan los cambios más espectaculares en la actividad. La 
apariencia de la cromosfera puede cambiar en minutos durante las 
fulguraciones.





La simulación de su actividad ocupará millones de hojas de cálculo

Los físicos solares como Khomenko recurren a las simulaciones porque 
“en el Sol no se pueden hacer experimentos; lo que hacemos es 
desarrollar ecuaciones muy complejas que tratan de describir la física”.
 Una buena simulación debe describir bien la realidad conocida —las 
observaciones disponibles—; solo así pueden resultar fiables sus 
predicciones cuando deja de haber datos. Hoy, además de los telescopios 
solares en los observatorios basados en Tierra, como el del IAC en El 
Teide (Tenerife), hay cinco satélites que observan directamente el Sol 
—de las agencias espaciales europeas (ESA), estadounidense (NASA) y 
japonesa—, más otros con instrumentos que dan información 
complementaria. El resultado es que hay observaciones cada vez más 
precisas, que detectan cambios rápidos y ven más detalles en la 
superficie del Sol. Y las simulaciones actuales se han quedado viejas: 
no describen esos cambios.

Para mejorarlas, explica Khomenko, hacen falta mejores ecuaciones. 
Una de sus aportaciones es introducir en los cálculos la frialdad del 
Sol. El plasma está hecho de átomos tan calientes que están ionizados 
—tienen carga eléctrica en vez de ser neutros, como los átomos de gases a
 temperatura ambiente—; pero el Sol es una estrella relativamente fría, y
 el resultado es que su plasma está muy poco ionizado: “En las partes 
mas frías de la atmósfera solar solo una de cada 10.000 partículas está 
cargada”, explica Khomenko. “Los modelos actuales no tienen en cuenta 
esta característica porque las ecuaciones eran ya muy complejas sin 
ella, no había recursos para resolverlas. Nosotros lo tendremos en 
cuenta”.

Para comprobar si su modelo se ajusta a las observaciones lo harán 
correr en dos grandes superordenadores, el MareNostrum y el LaPalma, de 
la Red Española de Supercomputación (RES). Ocuparán varios millones de 
horas de procesador de tiempo de cálculo, ejecutadas en paralelo. “Para 
comparar, 100.000 horas de procesador corresponden a un ciclo solar 
completo, de 11 años. Que sepamos, es la primera vez que se hace algo 
así”, dice Khomenko.

Si el modelo funciona se podrá predecir mejor el tiempo solar. “Ahora
 aún no podemos hablar de predicción. Solo podemos saber que una 
tormenta que emite partículas cargadas va a afectar a la Tierra si vemos
 cuándo se produce; entonces tenemos un par de días de margen para tomar
 precauciones”, dice Collados. Lo ideal sería ver una mancha como AR1429
 y saber de antemano si generará tormentas.