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Estas fluctuaciones en la energía del Sol explican un reciente colapso parcial en la atmósfera superior de la Tierra, el cual había desconcertado anteriormente a los científicos.

Una severa bajada en los niveles de radiación ultravioleta del Sol ha disparado el colapso, de acuerdo con un nuevo estudio, detallado en la edición del 25 de agosto de la revista Geophysical Research Letters. Los investigadores también encontraron que el ciclo magnético del Sol, que produce distintos números de manchas solares a lo largo de un ciclo de 11 años, puede variar más de lo que anteriormente se pensaba.

“Nuestro trabajo demuestra que el ciclo solar no sólo varía en la escala temporal típica del ciclo de 11 años, sino que también varía de un mínimo solar a otro”, dijo el miembro del equipo del estudio Stanley Solomon del Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR) en Boulder, Colorado. “Todos los mínimos solares no son iguales”.

Los hallazgos pueden tener implicaciones para los satélites en órbita, así como para la Estación Espacial Internacional.

Durante un colapso, el hecho de que la capa de la atmósfera conocida como termosfera disminuya y se haga menos densa, significa que los satélites pueden mantenerse con más facilidad en su órbita. Pero también significa que los escombros espaciales y otros objetos que suponen una amenaza pueden persistir más tiempo en la termosfera.

“Con una menor densidad atmosférica, nuestros satélites tendrán una vida mayor en órbita”, dijo el miembro del estudio Thomas Woods de la Universidad de Colorado en Boulder. “Estas son buenas noticias para nuestros satélites que están operando actualmente, pero también malas noticias debido a los miles de objetos no operativos que quedan en el espacio, y que podrían potencialmente tener colisiones con los satélites en funcionamiento”.

Un cambio mayor de lo esperado

Recientemente, la actividad solar estaba en un mínimo extremadamente bajo. En 2008 y 2009, las manchas solares eran escasas, las llamaradas solares casi inexistentes, y la luz ultravioleta extrema solar (EUV) – una clase de fotones con longitudes de onda extremadamente cortas – estaba al mínimo.

Durante este tiempo, la termosfera de la Tierra disminuyó más que nunca en los 43 años de era de exploración espacial.

La termosfera, que varía en altitud de 90 a 500 km, es un enrarecida capa de gas al borde del espacio, donde la radiación del Sol hace contacto con la atmósfera terrestre. Normalmente se enfría y hace menos densa durante la actividad solar baja.

Pero la magnitud del cambio de densidad durante el reciente mínimo solar parecía ser un 30 por ciento mayor de lo esperado para esta baja actividad solar.

¿Radiación o dióxido de carbono?

Los investigadores usaron modelos por ordenador para analizar dos posibles culpables del misterio de la termosfera menguante.

Simularon tanto los impactos de las emisiones del Sol como el papel del dióxido de carbono, un potente gas invernadero que, de acuerdo a anteriores estimaciones, está reduciendo la densidad de la atmósfera exterior entre un 2 y un 5 por ciento cada década.

Sin embargo, los científicos no tienen claro si la bajada en la radiación ultravioleta extrema sería suficiente para tener un impacto tan drástico en la termosfera, incluso cuando se combina con los efectos del dióxido de carbono.

Los modelos por ordenador demostraron que la termosfera se enfrió en 2008 by 41 Kelvins en comparación con 1996, con apenas 2 Kelvins atribuibles al incremento de dióxido de carbono.

Los resultados demostraron que la densidad de la termosfera disminuyó un 31 por ciento, con apenas un 3 por ciento atribuible al dióxido de carbono. Los resultados se aproximaron mucho a la reducción del 30 por ciento en la densidad indicada por trabajos anteriores.

“Ahora está claro que el nuevo mínimo de temperatura y densidad fue principalmente provocado por niveles inusualmente bajos de radiación solar en el nivel del ultravioleta extremo”, señala Solomon.

Woods dice que la investigación indica que el Sol podría estar pasando por un periodo de actividad relativamente baja, similar a los periodos de principios de los siglos XIX y XX. Esto podría indicar que la emisión solar pueden mantenerse a un nivel bajo en el futuro cercano.

“Si efectivamente es similar a ciertos patrones del pasado, entonces esperamos tener ciclos solares bajos para los próximos 10 a 30 años”, señala Woods.