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# Física # Física espacial

Supertormenta Geomagnética de Mayo de 2024: Un Análisis Profundo

Una mirada a los efectos de la supertormenta geomagnética de mayo de 2024 en nuestra atmósfera.

Alok Kumar Ranjan, Dayakrishna Nailwal, MV Sunil Krishna, Akash Kumar, Sumanta Sarkhel

― 6 minilectura


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En mayo de 2024, nuestro planeta vivió un evento espacial brutal conocido como una supertormenta geomagnética. Imagínate esto: el sol soltó un montón de energía en forma de llamaradas solares y eyecciones de masa coronal (CMEs), enviando potentes oleadas de partículas cargadas rumbo a la Tierra. ¡Y así, la parte alta de la atmósfera comenzó a moverse como loca!

Durante esta tormenta, las temperaturas en la Termosfera-una capa superior de la atmósfera-bajaron a niveles jamás vistos, lo que los científicos llaman "sobrecooling". Este fenómeno levantó muchas cejas y preguntas sobre cómo el clima espacial afecta nuestra vida diaria, desde los satélites hasta los sistemas de GPS.

El Baile de la Energía y las Partículas

Cuando nuestro sol del vecindario se enoja con las llamaradas solares, lanza partículas energéticas que interactúan con el campo magnético de la Tierra. Esto provoca el calentamiento Joule, que es solo un nombre elegante para cuando la energía eléctrica se convierte en calor. ¡Imagina que le echas salsa picante a tus papas fritas; eso es lo que pasa allá arriba!

Mientras la tormenta rugía, la termosfera se calentaba y expandía, lo que llevó a cambios en su densidad. Se puede pensar en ello como si la atmósfera tomara una gran bocanada de aire, solo para exhalar dramáticamente después.

El Papel del Óxido nítrico

Uno de los actores clave durante esta tormenta fue el óxido nítrico (NO). Esta molécula es conocida por ayudar a enfriar la termosfera. Así como puedes enfriar una sopa caliente con unos cubitos de hielo, el NO ayuda a regular las temperaturas en la parte alta de la atmósfera.

Durante las Tormentas geomagnéticas, el NO aumenta en densidad gracias a toda esa acción de partículas energéticas. Cuando las moléculas de NO se excitan y luego emiten radiación infrarroja, ayudan a liberar algo de esa energía atrapada de nuevo al espacio. Piensa en ello como una manera de que la termosfera suelte vapor después de un día estresante.

La Montaña Rusa de Calor y Densidad

A medida que avanzaba la tormenta de mayo, la densidad de la termosfera comenzó a aumentar debido al calentamiento. Este aumento era como inflar un globo hasta que se ponga gordito. Pero así como un globo puede estallar si se infla demasiado, nuestra termosfera empezó a enfriarse bruscamente después del calentamiento inicial.

Los científicos siguieron de cerca esta montaña rusa de densidad y enfriamiento durante la tormenta. Usaron una variedad de herramientas y satélites para recolectar datos, anotando lo que estaba pasando allá arriba, como un reporte del clima, ¡pero para el espacio!

Comparando con Tormentas Anteriores

Un enfoque clave del estudio fue comparar este evento con tormentas geomagnéticas pasadas, especialmente las infames tormentas de Halloween de 2003. Durante esas tormentas, la termosfera experimentó cambios significativos, pero la tormenta de mayo de 2024 parecía superarlas con su sobreenfriamiento.

Al estudiar esto, los investigadores notaron que los patrones de calor y enfriamiento se veían bastante diferentes. Es como comparar dos sistemas climáticos muy distintos-uno siendo una ligera llovizna y el otro una lluvia torrencial.

El Impacto en Satélites y GPS

¿Qué significa todo esto para nosotros, la gente común? Bueno, las fluctuaciones en la termosfera pueden afectar las operaciones de los satélites. Cuando la densidad sube o baja drásticamente, los satélites pueden experimentar cambios en la resistencia, lo que puede afectar sus órbitas. Es como intentar volar un avión de papel en un viento fuerte; un segundo está volando alto y al siguiente se está cayendo.

Además, los sistemas GPS dependen de condiciones atmosféricas estables para proporcionar ubicaciones precisas. Imagina intentar encontrar tu camino mientras alguien sigue cambiando todas las señales de la calle-confuso, ¿verdad? Eso es lo que las tormentas geomagnéticas pueden hacer con las señales de GPS.

El Misterio del “Sobrecooling”

El término "sobrecooling" puede sonar un poco gracioso, pero describe el fenómeno donde la termosfera se enfría más de lo habitual después de una tormenta. Durante la fase de recuperación de la tormenta de mayo de 2024, los investigadores notaron que la temperatura seguía bajando incluso cuando la termosfera debería haberse estabilizado.

Este enfriamiento inesperado levantó muchas cejas y provocó discusiones entre los científicos. ¿La termosfera estaba siendo demasiado dramática después de toda esa emoción? En lugar de estabilizarse gradualmente, entró en una especie de modo de relajación, llevando a densidades más bajas que las vistas antes de la tormenta.

Un Vistazo Más Cercano a los Números

Cuando los científicos miden energía en la termosfera, miran algo llamado flujo radiativo infrarrojo de NO (o NO IRF, si prefieres abreviaciones). Esta es una manera de cuantificar cuánta energía está liberando el NO de vuelta al espacio.

Durante la tormenta de mayo de 2024, el NO IRF subió a niveles récord. Para que te hagas una idea, las mediciones indicaron que este enfriamiento fue alrededor de 8-10 veces comparado con días más tranquilos. ¡Es como enterarte de que tu heladería favorita acaba de inventar un sabor que hace que el chocolate normal parezca aburrido!

La Conclusión: Importancia de Monitorear

Los hallazgos de este estudio ilustran lo crucial que es mantener un ojo en los eventos del clima espacial. Con los satélites, el GPS y hasta las redes eléctricas potencialmente afectados, entender el comportamiento de la termosfera puede ayudarnos a prepararnos y responder a estos caprichos atmosféricos.

La supertormenta de mayo de 2024 nos recuerda que, aunque nos sintamos seguros aquí en tierra firme, la parte alta de la atmósfera está llena de sorpresas. Al estudiar estos eventos, los científicos esperan proteger nuestra tecnología y asegurar que podamos navegar con confianza tanto en la Tierra como en el espacio.

Resumiendo

En resumen, la supertormenta geomagnética de mayo de 2024 llevó a eventos fascinantes, aunque un poco desconcertantes, en la termosfera. La interacción de calentamiento, enfriamiento y cambios en la densidad reveló mucho sobre la respuesta de nuestra atmósfera a las actividades solares.

Así como chequear el clima antes de salir, mantener un ojo en el clima espacial es esencial para la tecnología y la seguridad. Así que la próxima vez que mires al cielo nocturno, recuerda que hay un montón de cosas pasando en la atmósfera sobre tu cabeza-¡alguna de ellas podría evitar que te pierdas!

Fuente original

Título: Evidence of potential thermospheric overcooling during the May 2024 geomagnetic superstorm

Resumen: During intense geomagnetic storms, the rapid and significant production of NO followed by its associated infrared radiative emission in lower thermosphere contributes crucially to the energetics of the upper atmosphere. This makes NO infrared radiative cooling a very important phenomenon which needs to be considered for accurate density forecasting in thermosphere. This study reports the investigation of variations in thermospheric density, and NO radiative cooling during the recent geomagnetic superstorm of May 2024. A very rare post-storm thermospheric density depletion of about -23% on May 12 was observed by Swarm-C in northern hemisphere in comparison to the prestorm condition on May 9. This overcooling was observed despite the continuous enhancement in solar EUV (24-36 nm) flux throughout the event. The thermospheric NO infrared radiative emission in the recovery phase of the storm seems to be the plausible cause for this observed post-storm density depletion. The TIMED/SABER observed thermospheric density between 105 and 110 km altitude shows an enhancement during this thermospheric overcooling. Our analysis also suggests an all time high thermospheric NO radiative cooling flux up to 11.84 ergs/cm2/sec during May 2024 geomagnetic superstorm, which has also been compared with famous Halloween storms of October 2003.

Autores: Alok Kumar Ranjan, Dayakrishna Nailwal, MV Sunil Krishna, Akash Kumar, Sumanta Sarkhel

Última actualización: 2024-11-21 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2411.14071

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.14071

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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