stringtranslate.com

Evento de Carrington

El evento Carrington fue la tormenta geomagnética más intensa registrada en la historia, y alcanzó su punto máximo el 1 y 2 de septiembre de 1859 durante el ciclo solar 10. Creó fuertes auroras que se registraron en todo el mundo y provocaron chispas e incluso incendios en estaciones de telégrafo . [1] Es muy probable que la tormenta geomagnética fuera el resultado de una eyección de masa coronal (CME) del Sol que chocó con la magnetosfera de la Tierra . [2]

La tormenta geomagnética estuvo asociada a una llamarada solar muy brillante el 1 de septiembre de 1859. Fue observada y registrada de forma independiente por los astrónomos británicos Richard Carrington y Richard Hodgson , los primeros registros de una llamarada solar. Una tormenta geomagnética de esta magnitud que se produzca en la actualidad tiene el potencial de causar interrupciones eléctricas generalizadas, apagones y daños debido a cortes prolongados de la red eléctrica . [3] [4] [5]

Historia

Tormenta geomagnética

Imagen de la tormenta solar de julio de 2012 , que generó eyecciones de masa coronal de una intensidad comparable a la de 1859. El pequeño círculo brillante en el deflector de luz demuestra el tamaño del Sol.

El 1 y 2 de septiembre de 1859 se produjo una de las mayores tormentas geomagnéticas (registradas por magnetómetros terrestres ). [6] Las estimaciones de la intensidad de la tormenta ( Dst ) varían de −0,80 a −1,75  μT . [7]

Se cree que la tormenta geomagnética fue causada por una gran eyección de masa coronal (EMC) que viajó directamente hacia la Tierra y tardó 17,6 horas en recorrer un trayecto de 150 × 10 6  km (93 × 10 6  mi). Las EMC típicas tardan varios días en llegar a la Tierra, pero se cree que la velocidad relativamente alta de esta EMC fue posible gracias a una EMC anterior, tal vez la causa del gran evento de aurora del 29 de agosto que "despejó el camino" del plasma del viento solar ambiental para el Evento Carrington. [8]^^

Llamarada solar asociada

Poco antes del mediodía del 1 de septiembre de 1859, los astrónomos aficionados ingleses Richard Carrington y Richard Hodgson registraron de forma independiente las primeras observaciones de una llamarada solar. [8] Carrington y Hodgson recopilaron informes independientes que se publicaron en paralelo en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society y exhibieron sus dibujos del evento en la reunión de noviembre de 1859 de la Royal Astronomical Society . [9] [10]

Debido a un efecto de llamarada solar geomagnética (un "crochet magnético") [11] observado en el registro del magnetómetro del Observatorio Kew por el físico escocés Balfour Stewart , y una tormenta geomagnética observada al día siguiente, Carrington sospechó una conexión solar-terrestre. [12] Sin embargo, no estaba seguro de si los dos fenómenos estaban relacionados, escribiendo que "una golondrina no hace verano". [9] Los informes mundiales de los efectos de la tormenta geomagnética de 1859 fueron compilados y publicados por el matemático estadounidense Elias Loomis , que respaldan las observaciones de Carrington y Stewart. [13]

Impacto

Auroras

Aurora durante una tormenta geomagnética que probablemente fue causada por una eyección de masa coronal del Sol el 24 de mayo de 2010, tomada desde la Estación Espacial Internacional

Se observaron auroras boreales en todo el mundo, tanto en los hemisferios norte como sur. La aurora boreal sobre las Montañas Rocosas en los Estados Unidos fue tan brillante que su resplandor despertó a los mineros de oro, quienes, según se informó, comenzaron a preparar el desayuno porque pensaron que era de mañana. También se informó que la gente del noreste de los Estados Unidos podía leer un periódico a la luz de la aurora. [8] [14] La aurora también fue visible desde los polos hasta áreas de latitudes bajas como el centro-sur de México , [15] [16] Cuba , Hawái , Queensland , [17] el sur de Japón y China, [18] e incluso en latitudes más bajas muy cercanas al ecuador, como en Colombia . [19]

El sábado 3 de septiembre de 1859, el Baltimore American and Commercial Advertiser informó que

Los que estuvieron fuera hasta tarde el jueves por la noche tuvieron la oportunidad de presenciar otro magnífico espectáculo de luces aurorales. El fenómeno fue muy similar al del domingo por la noche, aunque a veces la luz era, si cabe, más brillante y los matices prismáticos más variados y magníficos. La luz parecía cubrir todo el firmamento, aparentemente como una nube luminosa, a través de la cual brillaban indistintamente las estrellas de mayor magnitud. La luz era mayor que la de la luna en su plenitud, pero tenía una suavidad y delicadeza indescriptibles que parecía envolver todo aquello sobre lo que descansaba. Entre las doce y la una, cuando el espectáculo estaba en su máximo esplendor, las tranquilas calles de la ciudad que descansaban bajo esta extraña luz, presentaban un aspecto hermoso y singular. [20]

En 1909, un minero de oro australiano llamado CF Herbert volvió a contar sus observaciones en una carta al Daily News en Perth .

Estaba buscando oro en Rokewood, a unas cuatro millas [6 km] del municipio de Rokewood (Victoria) . Dos compañeros y yo, que estábamos mirando desde la tienda, vimos un gran reflejo en el cielo del sur alrededor de las 7 de la tarde y, en aproximadamente media hora, se presentó una escena de una belleza casi indescriptible: luces de todos los colores imaginables salían del cielo del sur, un color se desvanecía solo para dar lugar a otro, si era posible más hermoso que el anterior, las corrientes subían hasta el cenit, pero siempre se volvían de un púrpura intenso al llegar allí, y siempre se enroscaban, dejando una franja clara de cielo, que puede describirse como cuatro dedos sostenidos con el brazo extendido. El lado norte desde el cenit también estaba iluminado con hermosos colores, siempre enroscándose en el cenit, pero se consideraban simplemente una reproducción del espectáculo del sur, ya que todos los colores del sur y el norte siempre se correspondían. Era un espectáculo que nunca se olvidaba y se consideraba en ese momento la mayor aurora registrada [...]. Los racionalistas y panteístas vieron la naturaleza en sus ropajes más exquisitos, reconociendo la inmanencia divina, la ley inmutable, la causa y el efecto. Los supersticiosos y fanáticos tuvieron terribles presentimientos y pensaron que era un presagio del Armagedón y la disolución final. [21]

Telégrafos

Debido a la corriente inducida geomagnéticamente del campo electromagnético , los sistemas telegráficos de toda Europa y América del Norte fallaron, en algunos casos provocando descargas eléctricas a sus operadores . [22] Las torres telegráficas lanzaron chispas. [23] Algunos operadores pudieron seguir enviando y recibiendo mensajes a pesar de haber desconectado sus fuentes de alimentación. [24] [25] La siguiente conversación ocurrió entre dos operadores de la línea telegráfica estadounidense entre Boston, Massachusetts , y Portland, Maine , en la noche del 2 de septiembre de 1859 y se informó en el Boston Evening Traveler :

Operador de Boston (al operador de Portland): "Por favor, apague su batería [fuente de energía] por completo durante quince minutos".

Operador de Portland: "Lo haré. Ahora está desconectado".

Boston: “La mía está desconectada y estamos trabajando con la corriente auroral. ¿Cómo recibes mis escritos?”

Portland: “Mejor que con las baterías encendidas. La corriente va y viene poco a poco”.

Boston: "A veces mi corriente es muy fuerte y podemos trabajar mejor sin las baterías, ya que la aurora parece neutralizar y aumentar nuestras baterías alternativamente, haciendo que la corriente sea demasiado fuerte a veces para nuestros imanes de relé. Supongamos que trabajamos sin baterías mientras estamos afectados por este problema".

Portland: "Muy bien. ¿Sigo adelante con el asunto?"

Boston: "Sí. Adelante."

La conversación se prolongó durante aproximadamente dos horas sin utilizar ninguna batería y funcionando únicamente con la corriente inducida por la aurora; fue la primera vez registrada que se transmitió más de una o dos palabras de esa manera. [26]

Eventos similares

Otra fuerte tormenta solar ocurrió en febrero de 1872. [27] También ocurrieron tormentas menos severas en 1921 (esto fue comparable según algunas medidas), 1938 , 1941, 1958, 1959 y 1960, cuando se informó de una interrupción generalizada de la radio. Las llamaradas y las eyecciones de masa coronal de las tormentas solares de agosto de 1972 fueron similares al evento de Carrington en tamaño y magnitud; sin embargo, a diferencia de las tormentas de 1859, no causaron una tormenta geomagnética extrema. La tormenta geomagnética de marzo de 1989 dejó sin electricidad a grandes secciones de Quebec , mientras que las tormentas solares de Halloween de 2003 registraron las explosiones solares más poderosas jamás registradas. El 23 de julio de 2012 , se observó una supertormenta solar de "clase Carrington" (llamarada solar, eyección de masa coronal, pulso electromagnético solar ), pero su trayectoria pasó por poco de la Tierra. [5] [28] Durante las tormentas solares de mayo de 2024 , la aurora boreal fue avistada tan al sur como Puerto Rico. [29]

En junio de 2013, una iniciativa conjunta de investigadores de Lloyd's de Londres y Atmospheric and Environmental Research (AER) en los EE. UU. utilizó datos del Evento Carrington para estimar el costo de un evento similar en el presente solo para los EE. UU. en 600 mil millones a 2,6 billones de dólares (equivalente a 774 mil millones a 3,35 billones de dólares en 2023 [30] ), [3] lo que, en ese momento, equivalía a aproximadamente entre el 3,6 y el 15,5 por ciento del PIB anual.

Otras investigaciones han buscado señales de grandes erupciones solares y eyecciones de masa coronal en el carbono-14 de los anillos de los árboles y en el berilio-10 (entre otros isótopos) de los núcleos de hielo. Se ha encontrado la señal de una gran tormenta solar para los años 774-775 y 993-994 . [31] [32] Los niveles de carbono-14 almacenados en 775 sugieren un evento de unas 20 veces la variación normal de la actividad del Sol, y 10 o más veces el tamaño del Evento de Carrington. [33] Un evento en 7176 a. C. puede haber superado incluso al evento de 774-775 basándose en estos datos indirectos. [34]

Aún no está claro si la física de las erupciones solares es similar a la de las superllamaradas aún mayores . El Sol puede diferir en aspectos importantes, como el tamaño y la velocidad de rotación, de los tipos de estrellas que se sabe que producen superllamaradas. [32]

Otras pruebas

Se han analizado núcleos de hielo que contienen capas delgadas ricas en nitratos para reconstruir una historia de tormentas solares anteriores a las observaciones fiables. Esto se basó en la hipótesis de que las partículas energéticas solares ionizarían el nitrógeno, lo que llevaría a la producción de óxido nítrico y otros compuestos de nitrógeno oxidado , que no se diluirían demasiado en la atmósfera antes de depositarse junto con la nieve. [35]

A partir de 1986, algunos investigadores afirmaron que los datos de los núcleos de hielo de Groenlandia mostraban evidencia de eventos de partículas solares individuales , incluido el Evento Carrington. [36] Sin embargo, el trabajo más reciente sobre núcleos de hielo arroja dudas significativas sobre esta interpretación y muestra que los picos de nitrato probablemente no sean el resultado de eventos de partículas solares energéticas, sino que pueden deberse a eventos terrestres como incendios forestales y correlacionarse con otras firmas químicas de columnas de incendios forestales conocidas. Los eventos de nitrato en los núcleos de Groenlandia y la Antártida no se alinean, por lo que la hipótesis de que reflejan eventos de protones ahora está en duda significativa. [35] [37] [38]

Un estudio de 2024 analizó lecturas de magnetogramas digitalizados de los observatorios magnéticos de Kew y Greenwich . "El análisis inicial sugiere que las tasas de cambio del campo de más de 700 nT/min superaron el valor extremo de 1 en 100 años de 350-400 nT/min en esta latitud según los registros de la era digital", [39] lo que indica una tasa de cambio mucho mayor que las mediciones digitales modernas. [40]

Véase también

Referencias

  1. ^ Kimball, DS (abril de 1960). "Un estudio de la aurora de 1859" (PDF) . Instituto Geofísico de la Universidad de Alaska . Consultado el 28 de noviembre de 2021 .
  2. ^ Tsurutani, BT (2003). «La tormenta magnética extrema del 1 al 2 de septiembre de 1859». Journal of Geophysical Research . 108 (A7): 1268. Bibcode :2003JGRA..108.1268T. doi :10.1029/2002JA009504 . Consultado el 28 de noviembre de 2021 .
  3. ^ ab Riesgo de tormenta solar para la red eléctrica de América del Norte (PDF) . Lloyd's of London y Atmospheric and Environmental Research, Inc. 2013 . Consultado el 17 de febrero de 2022 .
  4. ^ Baker, DN; et al. (2008). Fenómenos meteorológicos espaciales severos: comprensión de los impactos sociales y económicos . Washington, DC: The National Academy Press. doi :10.17226/12507. ISBN 978-0-309-12769-1.
  5. ^ ab Phillips, Dr. Tony (23 de julio de 2014). "Near miss: The solar superstorm of July 2012" (Casi accidente: la supertormenta solar de julio de 2012). NASA . Consultado el 26 de julio de 2014 .
  6. ^ Cliver, EW; Svalgaard, L. (2005). "La perturbación solar-terrestre de 1859 y los límites actuales de la actividad meteorológica espacial extrema" (PDF) . Física solar . 224 (1–2): 407–422. Código Bibliográfico :2004SoPh..224..407C. doi :10.1007/s11207-005-4980-z. S2CID  120093108.
  7. ^ "Near miss: The Solar superstorm of July 2012" (Ciencia de la NASA) . Consultado el 14 de septiembre de 2016 .
  8. ^ abc Odenwald, Sten F. ; Green, James L. (28 de julio de 2008). "Preparando la infraestructura satelital para una supertormenta solar". Scientific American . 299 (2): 80–87. doi :10.1038/scientificamerican0808-80 (inactivo el 11 de mayo de 2024). PMID  18666683 . Consultado el 16 de febrero de 2011 .{{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactivo a partir de mayo de 2024 ( enlace )
  9. ^ ab Carrington, RC (1859). "Descripción de una aparición singular vista en el Sol el 1 de septiembre de 1859". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 20 : 13–15. Bibcode :1859MNRAS..20...13C. doi : 10.1093/mnras/20.1.13 .
  10. ^ Hodgson, R. (1859). "Sobre una curiosa aparición observada en el Sol". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 20 : 15–16. Bibcode :1859MNRAS..20...15H. doi : 10.1093/mnras/20.1.15 .
  11. ^ Thompson, Richard (24 de septiembre de 2015). "A solar flare effect". Servicios de meteorología espacial. Oficina de meteorología del gobierno australiano. Archivado desde el original el 24 de septiembre de 2015. Consultado el 2 de septiembre de 2015 .
  12. ^ Clark, Stuart (2007). Los reyes del sol: la inesperada tragedia de Richard Carrington y la historia de cómo comenzó la astronomía moderna. Princeton, Nueva Jersey: Princeton University Press. ISBN 978-0-691-12660-9.[ página necesaria ]
  13. ^ Los 9 artículos de E. Loomis publicados entre noviembre de 1859 y julio de 1862 en el American Journal of Science sobre "La gran exhibición auroral", del 28 al 4 de agosto de 1859:
  14. ^ Lovett, RA (2 de marzo de 2011). "¿Qué pasaría si la mayor tormenta solar registrada ocurriera hoy?". National Geographic News . Archivado desde el original el 5 de marzo de 2011. Consultado el 5 de septiembre de 2011 .
  15. ^ Hayakawa, H. (2018). "Auroras en latitudes bajas durante los fenómenos meteorológicos espaciales extremos de 1859". The Astrophysical Journal . 869 (1): 57. arXiv : 1811.02786 . Código Bibliográfico :2018ApJ...869...57H. doi : 10.3847/1538-4357/aae47c . S2CID  119386459.
  16. ^ González-Esparza, JA; Cuevas-Cardona, MC (2018). "Observaciones de auroras rojas en latitudes bajas en México durante la tormenta geomagnética Carrington de 1859". Clima espacial . 16 (6): 593. Bibcode :2018SpWea..16..593G. doi : 10.1029/2017SW001789 .
  17. ^ Green, J. (2006). "Duración y extensión de la gran tormenta auroral de 1859". Avances en la investigación espacial . 38 (2): 130–135. Bibcode :2006AdSpR..38..130G. doi :10.1016/j.asr.2005.08.054. PMC 5215858 . PMID  28066122. 
  18. ^ Hayakawa, H. (2016). "Observaciones de auroras de baja latitud en Asia oriental durante la tormenta magnética de Carrington". Publicaciones de la Sociedad Astronómica de Japón . 68 (6): 99. arXiv : 1608.07702 . Código Bib : 2016PASJ...68...99H. doi :10.1093/pasj/psw097. S2CID  119268875.
  19. ^ Moreno Cárdenas, Freddy; Cristancho Sánchez, Sergio; Vargas Domínguez, Santiago; Hayakawa, Satoshi; Kumar, Sandeep; Mukherjee, Shyamoli; Veenadhari, B. (2016). "Las grandes auroras boreales vistas en Colombia en 1859". Avances en la investigación espacial . 57 (1): 257–267. arXiv : 1508.06365 . Código Bib : 2016AdSpR..57..257M. doi :10.1016/j.asr.2015.08.026. S2CID  119183512.
  20. ^ "La aurora boreal". Baltimore American and Commercial Advertiser . 3 de septiembre de 1859. pág. 2, columna 2. Consultado el 16 de febrero de 2011 .
  21. ↑ Herbert, Count Frank (8 de octubre de 1909). «La gran aurora de 1859». The Daily News . Perth, Australia Occidental. pág. 9 . Consultado el 1 de abril de 2018 .
  22. ^ Fenómenos meteorológicos espaciales severos: comprensión de los impactos sociales y económicos: informe de un taller. Comité sobre los impactos sociales y económicos de los fenómenos meteorológicos espaciales severos: un taller, Consejo Nacional de Investigación (informe). National Academies Press. 2008. pág. 13. ISBN 978-0-309-12769-1.
  23. ^ Odenwald, Sten F. (2002). El Ciclo 23 . Prensa de la Universidad de Columbia. pag. 28.ISBN​ 978-0-231-12079-1– vía archive.org.
  24. ^ Carlowicz, Michael J.; Lopez, Ramon E. (2002). Tormentas solares: la ciencia emergente del clima espacial . National Academies Press. pág. 58. ISBN 978-0-309-07642-5.
  25. ^ Loomis, Elias; Kingston, GP; Lyman, CS; Twining, Alexander C.; Kirkwood, Daniel; Cornette, A.; Poey, Andreas; Trask, John B.; et al. (1859). "La gran exposición auroral del 28 de agosto al 4 de septiembre de 1859". American Journal of Science . 2da serie. 28 (84): 385. [...] en más de un caso las líneas [telegráficas] norte y sur funcionaron durante el día del 3 de septiembre únicamente por la influencia atmosférica.
  26. ^ Green, James L.; Boardsen, Scott; Odenwald, Sten; Humble, John; Pazamickas, Katherine A. (1 de enero de 2006). "Informes de testigos oculares de la gran tormenta auroral de 1859". Avances en la investigación espacial . La gran tormenta geomagnética histórica de 1859: una mirada moderna. 38 (2): 145–154. Bibcode :2006AdSpR..38..145G. doi :10.1016/j.asr.2005.12.021. hdl : 2060/20050210157 . ISSN  0273-1177.
  27. ^ Hayakawa, Hisashi; et al. (2023). "El fenómeno meteorológico espacial extremo de febrero de 1872: manchas solares, perturbaciones magnéticas y auroras". The Astrophysical Journal . 959 (23): 23. Bibcode :2023ApJ...959...23H. doi : 10.3847/1538-4357/acc6cc .
  28. ^ Una eyección de masa coronal de clase Carrington roza la Tierra por poco (vídeo). NASA . 28 de abril de 2014. El acontecimiento se produce a las 04:03 . Consultado el 26 de julio de 2014 – a través de YouTube.
  29. ^ Garofalo, Meredith (13 de mayo de 2024). «Cómo una mancha solar gigante desató tormentas solares que generaron auroras globales que nos deslumbraron a todos». Space.com . Archivado desde el original el 15 de mayo de 2024. Consultado el 15 de mayo de 2024 .
  30. ^ Johnston, Louis; Williamson, Samuel H. (2023). "¿Cuál era el PIB de Estados Unidos en ese momento?". MeasuringWorth . Consultado el 30 de noviembre de 2023 .Las cifras del deflactor del producto interno bruto de Estados Unidos siguen la serie de MeasuringWorth .
  31. ^ Hudson, Hugh S. (2021). "Eventos de Carrington". Revista anual de astronomía y astrofísica . 59 : 445–477. Bibcode :2021ARA&A..59..445H. doi : 10.1146/annurev-astro-112420-023324 . ISSN  0066-4146. S2CID  241040835.
  32. ^ ab Battersby, Stephen (19 de noviembre de 2019). "Concepto básico: ¿Cuáles son las posibilidades de una superllamarada solar peligrosa?". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 116 (47): 23368–23370. Bibcode :2019PNAS..11623368B. doi : 10.1073/pnas.1917356116 . ISSN  0027-8424. PMC 6876210 . PMID  31744927. 
  33. ^ Crockett, Christopher (17 de septiembre de 2021). "¿Estamos preparados? Entendiendo cuán grandes pueden llegar a ser las erupciones solares". Revista Knowable . doi : 10.1146/knowable-091721-1 . S2CID:  239204944. Consultado el 30 de septiembre de 2021 .
  34. ^ Paleari, Chiara I.; F. Mekhaldi; F. Adolphi; M. Christl; C. Vockenhuber; P. Gautschi; J. Beer; N. Brehm; T. Erhardt; H.-A. Synal; L. Wacker; F. Wilhelms; R. Muscheler (2022). "Los radionucleidos cosmogénicos revelan una tormenta de partículas solares extrema cerca de un mínimo solar de 9125 años antes del presente". Nat. Commun . 13 (214): 214. Bibcode :2022NatCo..13..214P. doi :10.1038/s41467-021-27891-4. PMC 8752676. PMID  35017519 . 
  35. ^ ab Wolff, EW; Bigler, M.; Curran, MAJ; Dibb, J.; Frey, MM; Legrand, M. (2012). "El evento Carrington no observado en la mayoría de los registros de nitrato de núcleos de hielo". Geophysical Research Letters . 39 (8): 21, 585, 598. Bibcode :2012GeoRL..39.8503W. doi : 10.1029/2012GL051603 .
  36. ^ McCracken, KG; Dreschhoff, GAM; Zeller, EJ; Smart, DF; Shea, MA (2001). "Eventos de rayos cósmicos solares para el período 1561-1994 – 1. Identificación en hielo polar, 1561-1950". Journal of Geophysical Research . 106 (A10): 21, 585, 598. Bibcode :2001JGR...10621585M. doi : 10.1029/2000JA000237 .
  37. ^ Duderstadt, KA; et al. (2014). "Deposición de nitrato en la nieve superficial en Summit, Groenlandia, tras el evento de protones solares del 9 de noviembre de 2000". Journal of Geophysical Research: Atmospheres . 119 (11): 6938–6957. Bibcode :2014JGRD..119.6938D. doi : 10.1002/2013JD021389 .
  38. ^ Mekhaldi, F.; McConnell, JR; Adolfo, F.; Arienzo, MM; Chellman, Nueva Jersey; Maselli, OJ; et al. (noviembre de 2017). "No hay eventos coincidentes de aumento de nitratos en los núcleos de hielo polar después de las tormentas solares más grandes conocidas". Revista de investigación geofísica: atmósferas . 122 (21): 11, 900–911, 913. Bibcode : 2017JGRD..12211900M. doi : 10.1002/2017JD027325 .
  39. ^ Comenzó, CD; Clarke, E.; Lorenzo, E.; Eaton, E.; Williamson, J.; Matsumoto, K.; Hayakawa, H. (29 de febrero de 2024). "Grabaciones magnéticas continuas digitalizadas de las tormentas de agosto/septiembre de 1859 en Londres, Reino Unido". Clima espacial . 22 (3). Código Bib : 2024SpWea..2203807B. doi : 10.1029/2023SW003807 . ISSN  1542-7390.
  40. ^ Luntz, Stephen (25 de marzo de 2024). «La tormenta solar más grande de la historia, el evento Carrington, fue incluso más grande de lo que pensábamos». IFLScience . Consultado el 26 de marzo de 2024 .

Lectura adicional

Enlaces externos