Eyección de Masa Coronal es detectada en los laboratorios de la FIUNA

El día 30 de marzo de 2022 fue detectada una llamarada solar acompañada de una Eyección de Masa Coronal (CME por sus siglas en inglés). En la figura se puede observar la erupción de la llamarada solar en distintas longitudes de onda capturada por los satélites SDO/AIA de la NASA (Figura 1).

Esta llamarada solar fue de una intensidad de X1.8, siendo las de tipo X las más fuertes según la clasificación adoptada de acuerdo a la cantidad de material lanzado al espacio por la llamarada [2]. En una llamarada solar (o solar flare cómo se las denomina en inglés) el sol lanza al espacio una cantidad enorme de fotones de alta energía -como son los Rayos X- y de radiación de UV extrema, que llegan hasta la tierra y golpean a las distintas capas de la ionosfera ocasionando, disrupciones en las comunicaciones, así como problemas en las órbitas de los satélites, además de otros efectos.

Figura 1: Instante en que se produjo el CME mostrada en dos longitudes de onda, en 304 Å y 131 Å respectivamente

Entre las partículas lanzadas al espacio por el CME se encuentran protones de altas energías que viajan a velocidades relativistas, lo que hace que lleguen casi al mismo tiempo que los fotones e interactúen con los átomos que componen las altas capas de la atmósfera. La interacción de los protones con las partículas que se encuentran en la estratósfera (mayoritariamente Nitrógeno y Oxígeno) producen unas partículas llamadas muones, que son las que llegan hasta la superficie de la tierra y de acuerdo a su energía, podrán penetrar hasta unos kilómetros de profundidad.

En el Laboratorio de Mecánica y Energía (LME) de la FIUNA, se encuentra funcionando el Laboratorio de Instrumentación Científica (LIC) donde se realizan mediciones del clima espacial, específicamente de los muones producidos por los rayos cósmicos, así como estudios de la ionosfera a través de antenas creadas para tal efecto.

El 30 de marzo de 2022 se pudo observar a los muones generados a partir de la llamarada solar, que arribaron exactamente unos minutos después de la eyección de masa coronal. La Figura 2 muestra el momento en que se registra los Rayos X por el satélite geoestacionario GOES [3].

Figura 2: Energía por metro cuadrado medida por los satélites GOES para los Rayos X. La flecha indica el momento en que se inició la llegada de los fotones, a las 17:10 UTC.

Los detectores del LIC registraron una cantidad excepcionalmente alta de muones a partir de las 17:11 UTC (13:11 hora local), tal como se muestra en el gráfico de la Figura 3.

Figura 3: Cantidad de muones detectados por los detectores de partículas de la FIUNA. El cursor indica el inicio de la llegada de los muones provenientes de la llamarada solar, marcando a las 13:11 hora local (17:11 UTC).

Puede observarse que existe un segundo pico a las 14:43 hora local (18:43 UTC) como se muestra en el gráfico de la Figura 4.

Figura 4: Cantidad de muones detectados por los detectores de partículas en la FIUNA. El cursor indica un segundo pico a las 14:43 hora local (18:43 UTC).

Comparando este segundo pico con el arribo de los Rayos X, podemos ver en el gráfico de la Figura 5 que en ese mismo instante se produce un ensanchamiento en el pico inicial que todavía seguía midiendo los detectores de GOES. Este hecho refuerza la aseveración de que definitivamente los muones detectados en los laboratorios del LIC fueron producidos por el solar flare.

Figura 5: Momento en que el pico se ensancha, que coincide con la llegada del segundo pico medido por los detectores de muones del LIC.

Por lo expuesto, se puede concluir que por primera vez desde que se instalaron los instrumentos en el LIC, hemos podido detectar a las partículas provenientes de un CME, lo cual representa un hecho remarcable para nuestro laboratorio y para la FIUNA.

Por último, cabe resaltar el hecho de que, coincidiendo con este fenómeno, en horas de la noche se ha producido un terremoto en la región de Villa Hayes (Sur del Chaco Paraguayo). Existen trabajos de investigación recientes en los que se correlacionan estadísticamente los terremotos con los eventos solares, como muestra en las referencias [4][5]. Debido a que en Paraguay no son frecuentes los eventos sísmicos, llama la atención la ocurrencia de este fenómeno a solo unas horas de diferencia de la llegada de la llamarada solar a esta zona del planeta. Sin duda alguna, este es un tema que actualmente se ha convertido en objeto de estudio e investigación a nivel mundial, tal y como se indica en las referencias citadas.

Referencias

  1. https://watchers.news/2022/03/30/major-x1-3-solar-flare-erupts-from-active-region-2975-march-30-2022/
  2. https://www.swpc.noaa.gov/phenomena/solar-flares-radio-blackouts
  3. https://www.swpc.noaa.gov/products/goes-x-ray-flux-dynamic-plot
  4. Marchitelli, V., Harabaglia, P., Troise, C. et al. On the correlation between solar activity and large earthquakes worldwide. Sci Rep 10, 11495 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-67860-3
  5. Chen H, Wang R, Miao M, Liu X, Ma Y, Hattori K, Han P. A Statistical Study of the Correlation between Geomagnetic Storms and M ≥ 7.0 Global Earthquakes during 1957–2020. Entropy. 2020; 22(11):1270. https://doi.org/10.3390/e22111270
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