NUESTRO SOL y su relación con LA TIERRA Teodoro Roca Cortés Instituto de Astrofísica de Canarias Universidad de La Laguna

EL SOL El Sol está localizado en el brazo espiral de Orión de nuestra Galaxia, la Vía Láctea, a unos 30.000 años-luz de su centro. El Sol gira alrededor del centro de la Galaxia cada 225 millones años. Así pues, el Sistema Solar se mueve a una velocidad de 230 km/s (o unos 830.000 km/h). Nuestra galaxia contiene unas 100 mil millones de estrellas y existen otras 100 mil millones de galaxias diferentes en el Universo. El Sol ha inspirado mitológocamente a muchas culturas incluyendo los antiguos Egipcios, los Aztecas, los Indios Americanos, los Chinos y los Guanches que le llamaban MAGEC. El Sol es 333.400 veces más masivo que la Tierra y contiene el 99’86% de la masa del Sistema Solar. Está formado por plasma con el 74% Hidrógeno, el 24% Helio y el 2% de otros elementos. Irradia en total el equivalente a 100 mil millones de toneladas de TNT cada segundo. LLega a la Tierra 1.37 Kw/m2 .

La Estructura del Sol Núcleo (r<0.3R) Zona Radiativa (r<0.72R) En donde se produce la energía. Reacciones nucleares transforman unos 700 millones de toneladas de Hidrógeno en Helio cada segundo. Zona Radiativa (r<0.72R) En donde se transporta la energía por radiación hacia la superficie. Aunque los fotones viajan a la velocidad de la luz,chocan tantas veces con el denso material que encuentran que tardan casi un millón de años en escapar. Zona convectiva Donde la energía se transporta por convección hasta la fotosfera. Al igual que se calienta el potaje en un caldero al fuego. R= 700.000 Km

El interior solar, Heliosismología Todo el Sol vibra en un conjunto complejo de ondas acústicas (mas de 1 millón). Estas ondas acústicas penetran en el interior solar y rebotan hacia otro lugar de la superficie incansablemente, formando “olas” En su viaje están influenciadas por las con- diciones físicas de cada capa que atraviesan. Observando las propiedades de estas oscilaciones en la superficie podemos conocer la estructura del interior solar. Escuchen como “suena” el Sol Frecuencia de las ondas x 42.000 .

Observando la superficie solar CROMOSFERA FOTOSFERA

The black circle divides two images. Corona Solar La CORONA está justo por encima de la cromosfera. Mientras que la superficie está a 5.700 ºC, la temperatura de la corona llega a 2 millones ºC. Se tienen algunas evidencias y explicaciones de lo que causa este rápido aumento de temperatura 5.000 o 2.000.000 o C Corona Interior Solar Superficie The black circle divides two images.

Los pioneros en la Física Solar Jules Janssen 1824 - 1907 George E. Hale 1868 - 1938 Eugene N. Parker 1927 - 2008

LA EMISIÓN ELECTROMÁGNETICA SOLAR

El viento Solar y la Heliosfera Es un chorro constante de partículas que escapa de la corona, con una temperatura de un millón de grados y una velocidad de unos 450 km/s. LLega y sobrepasa la órbita de Plutón (a 5.900 millones de km) afectando a todo el sistema planetario. La Heliosfera es la “zona de influencia” del Sol-Sistema Solar en el medio interestelar

Fotosfera Solar Es la superficie solar. Es la capa que observamos a través de un pequeño telescopio por proyección sobre un cartón blanco. No es homogénea. Hay manchas Es cambiante con el tiempo

Fotosfera: Manchas Manchas de cerca Inhiben la convección del interior solar. Zonas más oscuras y, por tanto, frías. Claros-oscuros en este barrido magnetico del Sol indican áreas con intensos campos magnéticos con polaridad norte-sur. Manchas de cerca

EL CAMPO MAGNÉTICO

El campo magnético Solar El Sol se ve afectado fuertemente por intensas fuerzas magnéticas. Las flechas rojas muestran lineas abiertas de campo magnético saliendo por los polos. (1 G) Las regiones activas brillantes tienen líneas de campo magnético cerradas (naranja). (10000 G) Las flechas grises representan partículas del viento solar que arrastran lineas magnéticas.

Observaciones continuas (1997) MDI/SoHO ROTACIÓN Y ACTIVIDAD MAGNÉTICA (cerca del mínimo) Cortesía del Dr. A. Sainz

Observaciones continuas (2001) MDI/SoHO ROTACIÓN Y ACTIVIDAD MAGNÉTICA (cerca del máximo) Cortesía del Dr. A. Sainz

El Ciclo de Actividad Solar El número de manchas en la fotosfera varia con un ciclo de 11 años, en promedio. Aunque para encontrar la configuración magnética inicial debemos esperar dos ciclos, es decir 22 años. Otras características del Sol también presentan este cambio. El CICLO DE ACTIVIDAD solar es muy estable. Maunder minimum

Otra predicción (más reeiente)

Potencia irradiada por el Sol

La Misión Espacial SOHO Programa conjunto entre la ESA (European Space Agency) y la NASA. Un equipo industrial encabezado por Matra Marconi Space construyó SOHO en Europa. Sus 12 instrumentos los construyeron consorcios de instituciones científicas (nueve Europeos y tres USA), entre ellas el Instituto de Astrofísica de Canarias. ESA: Responsable del diseño y construcción del satélite, de su integración y pruebas. NASA: Responsable del lanzamiento (Cabo Cañaveral) y operaciones desde GSFC (USA). Lanzamiento, 2 Diciembre 1995

SOHO, SOlar and Heliospheric Observatory, misión conjunta de ESA (Agencia Espacial Europea) y NASA (Agencia Espacial Estadounidense). Busquen en la página web de SOHO: http://sohowww.estec.esa.nl o también en http://sohowww.nascom.nasa.gov Datos, estado actual, observaciones en tiempo real Galeria de Resultados, imágenes, videos, Material didáctico para profesores de primaria, secundaria y bachiller (mucho en español) Salvapantallas con imágenes en tiempo real y más, mucho más…..

Observando diferentes capas FOTOSFERA CROMOSFERA REGIÓN DE TRANSICIÓN CORONA INTERNA CORONA MEDIA CORONA EXTERNA

En la Corona … EIT, observando en: He II - 304 Å (0.08 MillK) Fe IX-X - 171 Å (1.3 MillK) Fe XII - 195 Å (1.6 MillK) Fe XV - 284 Å (2.0 MillK)

En la Cromosfera

3 Semanas observando (EIT – SOHO) Fe XII - 195 Å (1.500.000 K), 17 Mayo - 8 Junio 1998 En los agujeros coronales, se tienen evidencias (SOHO) de que por ellos escapan las partículas del viento solar En las regiones activas, cuando se recombinan lineas magnéticas con polaridades opuestas se libera gran cantidad de energía

En el Mínimo y en el Máximo (desde el EIT en SOHO)

Actividad Solar en los años 1992-1999 Kitt Peak magnetograms YOHKOH – Rayos X blandos

La del 14 de Julio de 2000

Protuberancias Eruptivas

Fulguración – TORMENTAS SOLARES FOTOSFERA CROMOSFERA

La Tierra y su campo magnético

El Sol y La Tierra El dibujo muestra como el VIENTO SOLAR arrastra las líneas de campo magnético y conforma la magnetosfera de la Tierra (línea punteada) al llegar a su altura.

Sol – La Tierra (animación)

El suceso del 14 de Julio de 2000

Auroras

La Conexión Sol-Tierra ¿Cómo y por qué varía el Sol? ¿Cómo responde la Tierra? ¿Qué impacto tiene sobre la civiliza- ción?

Efectos de las Tormentas Solares Fuente: Fulguraciones CMEs/Fulguraciones CMEs/Agujeros Coronales

Sistemas de Navegación (GPS, LORAN C) Cuando la ionosfera entre el satélite y el usuario se vuelve turbulenta e irregular, la señal puede parpadear y es muy difícil de rastrear. Pérdida de señal en uno o varios satélites Sistemas de frecuencia simple y dual pueden verse afectadas El contenido electrónico total (TEC) a lo largo del camino de una señal GPS puede introducir errores en el posicionamiento (de hasta 100 m). Los efectos sobre el GPS puede ser uno de los efectos mas significativos de los efectos sobre el medioambiente espacial debido a la planificada confianza en este sistema en el futuro. Un cambio en la altura de la baja ionosfera de 7-10 km da lugar a errores de posición de 1-12 km

¿Qué es el Medioambiente Espacial? El MEDIOAMBIENTE ESPACIAL comprende las condiciones en: el Sol y el viento solar, la magnetosfera, la ionosfera y la termosfera que pueden influenciar la fiabilidad y funcionamiento de sistemas tecnológicos terrestres y espaciales, y pueden afectar a la vida humana o a la salud. Los efectos del Medioambiente espacial sobre la Tierra no son fenómenos nuevos 17-Nov.-1848: El Telégrafo por hilos entre Pisa y Florencia interrumpido Sept.-1851: Telégrafo por hilos en New England interrumpido. 18-Nov.-1882:Las líneas telefónicas de la MTC (USA) no funcionaron en todo el día. Bolsa de Chicago afectada. A medida que las comunicaciones han ido progresando, los efectos del Sol han sido más más severos.

Medioambiente espacial: ¿por qué preocuparse Medioambiente espacial: ¿por qué preocuparse? ¡Sobrevivimos al último máximo solar! Nuestra sociedad depende mucho más de la tecnología hoy en día que en el 2000 y que en 1989… El sector que crece más rapidamente en el mercado es el de la información y la comunicación, es decir: Emisiones de TV/Radio, Servicio de teléfonos de larga distancia, móbiles, tarjetas, Internet, transacciones finacieras, telemedicina, Navegación marítima y terrestre Cambios tecnológicos en satélites cargas útiles más sensibles, componentes más sofisticados, bajo peso y bajo coste que lleva a la comercialización Humanos en el espacio Más misiones tripuladas y más duraderas Bases permanentes en el espacio exterior: ISS, la Luna Alertas del medioambiente espacial serán cada vez más y más importantes para nuestra sociedad en el futuro

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN Agradecimientos por algunas de las imágenes: SOHO, SOlar and Heliospheric Observatory, misión conjunta de ESA (Agencia Espacial Europea) y NASA (Agencia Espacial Estadounidense). IAC, varios compañeros investigadores del IAC (solar).