¿Cómo afecta un eclipse solar a la Tierra?

Si bien la mayoría de los ojos estaban fijos en el sol durante el eclipse solar total del 8 de abril de 2024, los científicos aprovecharon el evento para descubrir cómo se comporta la atmósfera de la Tierra cuando el sol se oscurece.

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

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

Él era parte del equipo APEP y tuvimos la oportunidad de reunirnos con él para descubrir qué implica y qué esperan descubrir él y el equipo.

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

Durante un eclipse, la Luna bloquea al Sol cuando pasa por delante de la Tierra.

El sol es la fuente de gran parte de la energía de la Tierra. Cuando la Luna lo bloquea, es como cortar la energía de la Tierra.

Esto provoca una variedad de efectos.

Cada vez hace más frío, lo que puede cambiar los patrones del viento. Si estás bajo un eclipse solar, puedes sentir esta caída de temperatura.

También hay cambios en la condensación y las precipitaciones, como cuando arrancas un auto frío y de repente hay condensación por todas las ventanas.

Causas un montón de perturbaciones y terminas con una región muy fría que viaja a través de la Tierra, rodeada de regiones calientes donde el sol todavía está calentando el resto de la atmósfera.

Intentamos estudiar las irregularidades atmosféricas, en particular observar cómo se excitan las partículas neutras y las partículas cargadas (o plasma) en la ionosfera.

¿Qué es la ionosfera de la Tierra?

Es parte de nuestra atmósfera. Consideramos un rango de altitud entre 70 km y 150 km (43-93 millas) sobre la superficie terrestre.

Esta área contiene plasma y partículas neutras.

Si sube mucho más, casi todo está cargado o «ionizado» y no hay muchos gases neutros.

Si desciendes mucho más abajo que la ionosfera, encontrarás el problema opuesto: casi todo es neutral, como el aire que respiramos.

¿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 subeclipsante 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, más allá de las mediciones mismas. Al absorber toda esta información, podemos construir una imagen de lo que está sucediendo.

Su trabajo es parte de la misión APEP de la NASA. ¿qué es esto?

APEP (Perturbaciones atmosféricas alrededor de la trayectoria del eclipse) es parte de una campaña científica nacional en los Estados Unidos para comprender la atmósfera durante un eclipse.

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

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 luego uno para estudiar el sistema mientras se recupera a su estado normal.

¿Cómo son los misiles y los artilugios?

Usamos misiles de sondeo. El viaje completo dura poco más de 10 minutos y el tiempo es crucial.

Quieres asegurarte de lanzar el cohete a tiempo para ver cada fase del eclipse.

La mayoría de los instrumentos que hemos fabricado se llaman sensores Langmuir.

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

Cuanto más plasma hay, más partículas cargadas se recogen.

Entonces utilizamos estos sensores para informarnos sobre la densidad del plasma en la ionosfera. También medimos la intensidad del campo magnético mediante magnetómetros y la resistencia atmosférica mediante acelerómetros.

¿Qué sigue para tu equipo?

Tenemos mucho procesamiento de datos por hacer. Había 14 herramientas por misil, haciendo un total de 42.

Tenemos que asegurarnos de que toda esta información se interprete correctamente y se combine con los datos de la NASA, para que sepamos en qué dirección apuntaban los cohetes en un momento dado.

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

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