Ciencias

¿Cómo afecta un eclipse solar a la Tierra?

Aunque la mayoría de los ojos se centraron en el Sol durante el eclipse solar total del 8 de abril de 2024, los científicos utilizaron el evento para descubrir cómo se comporta la atmósfera de la Tierra cuando el Sol está bloqueado.

Una de esas misiones fue la misión APEP (Disturbancias atmosféricas alrededor de la trayectoria del eclipse) de la NASA, parte de una iniciativa científica en todo Estados Unidos para examinar cómo un eclipse solar total afecta la atmósfera de la Tierra.

Robert Clayton es un científico investigador de la Universidad Aeronáutica Embry-Riddle, Florida, que estudia los fenómenos en el plasma atmosférico de la Tierra.

Formó parte del equipo de APEP y tuvimos la oportunidad de hablar con él para saber qué implica esto y qué esperan descubrir él y el equipo.

¿Qué le sucede a la atmósfera terrestre durante un eclipse solar?

Durante un eclipse, el Sol queda oscurecido por la Luna cuando pasa por delante de la Tierra.

El Sol es una fuente de gran parte de la energía de la Tierra. Cuando la Luna oscurece esto, es como apagar la energía de la Tierra.

Esto provoca una variedad de efectos.

La atmósfera se vuelve mucho más fría, lo que puede alterar los patrones del viento; Si estás bajo el eclipse solar, es posible que sientas este descenso de temperatura.

También se producen cambios en la condensación y las precipitaciones, como cuando arrancas un coche frío y de repente hay condensación en todas las ventanillas.

Se provocan muchas turbulencias y se termina con una región muy fría que recorre la Tierra, rodeada de regiones calientes donde el Sol todavía calienta el resto de la atmósfera.

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Estamos intentando estudiar esta irregularidad atmosférica, especialmente para ver cómo agita partículas neutras y partículas cargadas (o plasma) en la ionosfera.

Un eclipse solar total proyecta una sombra profunda sobre una parte de la Tierra.  Esta es una vista del eclipse solar del 8 de abril de 2024 desde el espacio, capturada en 4K por un satélite Sen en órbita terrestre baja.  Crédito: Sen
Un eclipse solar total proyecta una sombra profunda sobre una parte de la Tierra. Esta es una vista del eclipse solar del 8 de abril de 2024 desde el espacio, capturada en 4K por un satélite Sen en órbita terrestre baja. Crédito: Sen

¿Qué es la ionosfera de la Tierra?

Es parte de nuestra atmósfera. Estamos estudiando un rango de altitud entre 70 km y 150 km (43 a 93 millas) sobre la superficie de la Tierra.

Esta región tiene plasma y partículas neutras.

Si subimos mucho más, casi todo estará cargado o “ionizado” y no habrá muchos gases neutros.

Vaya demasiado por debajo de la ionosfera y se encontrará con el problema opuesto: casi todo es neutral, como el aire que respiramos.

Ilustración que muestra el lanzamiento de la misión APEP de la NASA para estudiar el eclipse solar del 8 de abril.  Crédito: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA
Ilustración que muestra el lanzamiento de la misión APEP de la NASA para estudiar el eclipse solar del 8 de abril. Crédito: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA

¿Qué cambios espera detectar en la ionosfera?

Estamos intentando observar la densidad del plasma allí. En teoría, cuando se elimina la energía del Sol, la cantidad de partículas cargadas debería disminuir.

Esto crea una brecha bajo el eclipse con menos partículas cargadas.

Las partículas fuera de este espacio intentan fluir hacia adentro para llenar el vacío.

A medida que las partículas fluyen, se crea la turbulencia que intentamos medir.

Esto nos informará sobre el comportamiento del plasma de la ionosfera.

El modelado computacional es una gran parte de lo que hacemos, además de las mediciones en sí. Al asimilar toda esta información, podemos hacernos una idea de lo que está sucediendo.

Su trabajo es parte de la misión APEP de la NASA. ¿Que es eso?

APEP (Atmospheric Disturbances Around the Path of the Eclipse) es parte de una campaña científica nacional en EE.UU. para comprender la atmósfera durante el eclipse.

Se centra en la densidad y la temperatura del plasma y funciona junto con otras mediciones, como observaciones terrestres y estudios satelitales.

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Lanzamos una serie de tres cohetes: uno antes del eclipse, para estudiar el estado inicial de la atmósfera; uno durante el eclipse, para estudiar sus efectos directos; y uno después, para estudiar el sistema mientras recupera su estado normal.

Justo después del punto de máxima totalidad.  Crédito: Yvette Cook
Justo después del punto de máxima totalidad durante el eclipse solar total del 8 de abril, el día se sumerge en la oscuridad. Crédito: Yvette Cook

¿Cómo son los cohetes y los instrumentos?

Usamos cohetes sonoros. Un vuelo completo dura poco más de 10 minutos y el tiempo es crucial.

Desea asegurarse de que el cohete se lance a tiempo para ver cada etapa del eclipse.

La mayoría de los instrumentos que construimos se llaman sondas Langmuir.

Cuando se toma un trozo de metal expuesto y se coloca dentro de un plasma, como en la ionosfera, se acumulan partículas cargadas porque el metal es un conductor.

Cuanto más plasma, más partículas cargadas se recogen.

Por eso utilizamos estas sondas para informarnos sobre la densidad del plasma en la ionosfera. También medimos la intensidad del campo magnético con magnetómetros y la resistencia atmosférica con acelerómetros.

¿Qué sigue para tu equipo?

Tenemos mucho procesamiento de datos por hacer. Había 14 instrumentos por cohete, es decir, 42 en total.

Tenemos que analizar y asegurarnos de interpretar toda esta información correctamente y combinarla con datos de la NASA para saber en qué dirección apuntaban los cohetes en un momento dado.

Tenemos otra misión llamada SEED que utiliza un conjunto similar de instrumentos; Se lanzará el próximo año y simultáneamente también estamos construyendo el hardware para ello.

Esta entrevista apareció en la edición de junio de 2024 de la revista BBC Sky at Night.

Prudencia Febo

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