Las erupciones o llamaradas solares son explosiones de energía que pueden provocar estragos en nuestra tecnología como los satélites de comunicación, redes eléctricas, hidroeléctricas, sistemas de navegación GPS, etc. Las mismas puede ir acompañadas por la emisión de masa coronal, rayos X y ráfagas de radio (del inglés, Solar Radio Burts) [1]. Las ondas de radio, al igual que los fotones emitidos por el sol, contribuyen a ionizar las capas superiores de la atmósfera y suelen quedar absorbidos en la ionosfera. Pero cuando la radiación es suficientemente intensa, puede generar problemas serios en la propagación de las ondas de radio interfiriendo nuestros sistemas de comunicaciones, sobre todo en las ondas cortas utilizadas en aviación de largo alcance, sistemas de navegación comunicaciones de emergencia y sistemas de radioaficionado.

Desde el mes de enero de 2022, Paraguay forma parte de la red internacional de espectrómetros solares denominada CALLISTO, por sus siglas en inglés «Compound Astronomical Low cost Low frequency Instrument for Spectroscopy and Transportable Observatory» [2]. La misma fue promovida por un programa internacional para estudiar el clima espacial de las United Nations Office for Outer Space Affairs – UNOOSA, el investigador principal del proyecto es el Prof. Christian Monstein, miembro del Grupo de Radioastronomía (RAG) en ETH Zurich, Suiza. En la Figura 1 se observan las distintas estaciones localizadas alrededor del mundo.

Figura 1. Red de estaciones de monitoreo E-CALLISTO alrededor del mundo.

La Figura 2. Estación de monitoreo instalada en la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Asunción (FIUNA), ubicada en Isla Bogado, Luque. Los investigadores y docentes que trabajaron en la instalación de la estación y construcción de una antena son: Luis Kunert, Luis Sandoval, Luis Bernal, Jorge Molina, Diego Stalder y Blas Vega de la Agencia Espacial de Paraguay. Este radio espectrómetro permite capturar datos en tiempo real de las emisiones de radio entre 45 Mhz y 870 MHz. El mismo está compuesto por una antena Log Periódica, un sistema de cables, un amplificador de bajo ruido, el receptor (CALLISTO) y un computador de escritorio para registrar los datos como se observa en la Figura 3.

Figura 2. Antena Instalada en la Facultad de Ingeniería, en Isla Bogado, Luque.

Figura 3. Estación de Monitoreo instalado en el Laboratorio de Transmisión y Accesos Inalámbricos de la FIUNA

Las ráfagas de las ondas de radio que llegan a la Tierra tienen diferentes patrones en cuanto a su duración y frecuencia, y se clasifican en Tipo I, II, III, IV y V, como se observa en la Figura 4.

Figura 4. Clasificación de las Ráfagas de Radio según su duración y frecuencia.

Las ráfagas de radio tipo III son las emisiones de radio no térmicas más intensas y frecuentes del Sol [2]. La Figura 5 muestra el mecanismo de generación y las trayectorias de las ondas de radio desde su origen en la superficie solar, hasta su llegada a la tierra, pasando por los satélites que están orbitando a la tierra y apuntando al sol para estudiar los distintos procesos que allí ocurren.

Figura 5. Ráfagas de radio tipo III.

El día 29 de mayo de 2022 a las 9:47 hora local (13:47 UTC) nuestro espectrómetro detectó las ráfagas de radio tipo III emitidas por el Sol, cuyas frecuencias estaban entre 109 Mhz y 160 Mhz como se observa en la Figura 6.

Figura 6. Ráfagas de Radio Observada en Paraguay

Las ráfagas de radio también fueron detectadas por otras estaciones de la red Callisto como ALASKA-HAARP, AUSTRIA-MICHELBACH, AUSTRIA-OE3FLB, AUSTRIA-UNIGRAZ, Arecibo-Observatory, BIR, EGYPT-Alexandria, GLASGOW, HUMAIN, MRO, PARAGUAY, SOUTHAFRICA-SANSA, SPAIN-PERALEJOS, SWISS-HEITERSWIL, SWISS-IRSOL, SWISS-Landschlacht, SWISS-MUHEN, (TRIEST), USA-ARIZONA-ERAU.

En la Figura 7 se observa la coincidencia temporal y espectral con la estación de España, es importante destacar que, debido a la alta interferencia producida por las estaciones de radio, TV y celular, nuestro sistema tiene un filtro que atenúa las señales en esta banda del espectro, por este motivo tenemos una mayor relación señal-ruido en nuestra detección.

Figura 7. Ráfagas de Radio Observada en España.

Nuestra detección coincide con las mediciones de la red de radio telescopios solares operada por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos y reportado por la Oficina Nacional de Administración Oceánica y Atmosférica (por sus siglas en inglés denominada, NOAA), en particular el observatorio de Sagamore Hill. En el recuadro de la Figura 8 se puede observar el reporte del evento a la misma hora que nosotros lo observamos.

Figura 8. Reporte de Eventos Solares y Geofísicos de la NOAA.

Fuente: https://www.swpc.noaa.gov/products/solar-and-geophysical-event-reports

Inicialmente se preveía que la actividad solar estaría muy cercana al del ciclo 24, pero los datos actuales indican que el Ciclo 25 va a ser bastante más activo.

Cabe destacar que el estudio de la actividad solar va llamando cada vez más la atención de los científicos y de la sociedad debido al peligro de ocurrencia de tormentas solares que puedan dañar las infraestructuras, ocasionando tormentas, terremotos y otros efectos que se están estudiando con más profundidad actualmente. “Una vez cada 25 años, el planeta Tierra es golpeado por una tormenta solar tan poderosa como para tambalear nuestro sistema electrónico. Las telecomunicaciones, los sistemas de navegación, satélites y redes eléctricas sobre las que se asienta nuestro día a día en la superficie terrestre se ven comprometidas por la vertiginosa actividad de nuestro sol” (Extracto Ref. [3]).

En la FIUNA se inicia un programa de monitoreo de clima espacial de tal forma a estar preparado y formar recursos humanos para entender más el comportamiento del Sol y a nuestro sistema de defensa, el cual es el campo magnético terrestre.

Referencias

[1] Cairns, I.H., Lobzin, V.V., Donea, A. et al. Low Altitude Solar Magnetic Reconnection, Type III Solar Radio Bursts, and X-ray Emissions. Sci Rep 8, 1676 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-19195-3
[2] Benz, A.O., Monstein, C. & Meyer, H. Callisto – A New Concept for Solar Radio Spectrometers. Sol Phys 226, 143–151 (2005). https://doi.org/10.1007/s11207-005-5688-9
[3] https://www.astron.nl/lofarscience2015/Documents/LSW/June_2/Session_3/reid.pdf
[4] https://www.nationalgeographic.es/espacio/2020/02/una-peligrosa-tormenta-solar-azota-la-tierra-cada-25-anos