El viento solar está arrancando la atmósfera superior de Marte. ¿Podría pasarle a la Tierra?

Marte está perdiendo su aire

Ahora, el viento solar despoja a Marte de su atmósfera. Unos cien gramos de gas van al espacio cada segundo. Una tenue corriente de partículas sale del Sol en todas direcciones. Nunca se detiene.

Esa erosión pudo convertir Marte en el mundo frío y seco actual. La Tierra está en ese mismo viento cada día. ¿Podría pasarnos aquí? La cola azul de un cometa da una pista.

Cerca del Sol, un cometa forma cabeza brillante y larga cola. Un cometa es una bola de nieve cósmica, de gases congelados, roca y polvo, que orbita el Sol. Al acercarse al Sol, esa cola se alarga. Un cometa brillante puede tener dos colas. Una, azul tenue, apunta lejos del Sol.

Lo hace al caer hacia el Sol o alejarse. Al alejarse, la cola va delante. Algo empuja siempre esa cola desde el Sol. Hay otra cosa extraña del Sol.

La superficie visible del Sol ronda los 5.500 grados Celsius. La corona, tenue atmósfera exterior del Sol, alcanza 2 millones de grados Celsius. Es como alejarse de la estufa en una habitación cada vez más caliente. ¿Por qué la atmósfera solar es mucho más caliente que la superficie?

Los científicos llevan décadas discutiéndolo. ¿Qué aleja del Sol la cola azul?

¿Qué empuja la cola de un cometa?

La cola azul es una de dos del cometa. La otra, de polvo, la luz solar la curva suavemente lejos del Sol. La cola azul es gas: sus átomos perdieron electrones y tienen carga eléctrica. Un átomo así cargado se llama ion: es la cola iónica. La cola iónica apunta directo lejos del Sol.

Esta foto de mil novecientos ochenta y siete muestra la cola iónica del cometa Wilson, extendida unos once millones de kilómetros en el cielo visto desde la Tierra. En 1951, el astrónomo alemán Ludwig Biermann estudió colas como estas. Concluyó que la luz solar era demasiado débil para explicar la rapidez de las colas iónicas al alejarse. Propuso, en cambio, una corriente continua de partículas desde el Sol.

Continua: siempre, no solo a veces. La idea dominante era que el Sol expulsaba partículas solo en estallidos ocasionales. Pero nadie explicaba por qué el Sol seguiría expulsándolas.

El artículo que casi fue rechazado

En 1958, un profesor asistente de 31 años de la Universidad de Chicago abordó esa pregunta. Se llamaba Eugene Parker. Partió de que la atmósfera exterior del Sol supera con creces el millón de grados. Pensemos qué hace el calor a un gas.

La temperatura mide la velocidad de las partículas de un gas. Imagina una olla de sopa tapada en la estufa. La tapa contiene el vapor caliente al empujarlo. Alrededor del Sol, nada en el espacio empuja bastante para contener un gas tan caliente.

El espacio no tiene tapa. Parker hizo los cálculos. Indicaban un flujo que salía siempre en todas direcciones. Al viajar, aceleraría hasta superar la velocidad del sonido.

Moverse más rápido que el sonido es supersónico. Hoy llamamos viento solar a ese flujo. Primera respuesta: la atmósfera exterior solar está demasiado caliente para que la gravedad la retenga, y lo que sale es el viento solar. Ese viento empuja lejos del Sol la cola iónica de un cometa.

No todos estaban convencidos. Parker recordó que el revisor le pidió estudiar el tema en la biblioteca antes de escribir un artículo. Parker dijo que el revisor no señaló ningún error en los cálculos. El artículo fue a un segundo revisor, con casi el mismo resultado.

El editor era el astrofísico Subrahmanyan Chandrasekhar, luego ganador de un Premio Nobel. Parker recordó que Chandrasekhar fue a su oficina y le preguntó: "¿De verdad quieres publicar este artículo?" Parker señaló que ningún revisor halló un error real y Chandrasekhar aceptó publicarlo. Años después, Chandrasekhar dijo que también había sido escéptico, pero sin objeción real debía publicarlo.

Apareció en The Astrophysical Journal en 1958, con el título "Dynamics of the Interplanetary Gas and Magnetic Fields." Había un modelo rival del físico Joseph Chamberlain. Su modelo decía que la atmósfera solar se evaporaba lentamente al espacio. Chamberlain esperaba gas en órbita terrestre a solo unos 18 kilómetros por segundo.

Brisa suave o viento supersónico: solo medirlo lo resolvería.

Medir el viento

La primera oportunidad llegó pronto, en 1959, desde la Unión Soviética. Las sondas Luna 1 y Luna 2 llevaban detectores de partículas del equipo de Konstantin Gringauz. Detectaron partículas cargadas a más de 50 kilómetros por segundo. Pero no sabían de qué dirección venían.

La cronología de la NASA aún atribuye a Luna uno la primera medición del viento solar. Pero el caso seguía abierto. En 1962, Mariner 2 de la NASA voló a Venus. Fue la primera nave en llegar con éxito a otro planeta.

Llevaba un instrumento de Marcia Neugebauer y Conway Snyder, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de NASA. Halló gas cargado directo del Sol, a entre 400 y 700 kilómetros por segundo. Más de 20 veces la brisa de Chamberlain. A 400 kilómetros por segundo, darías la vuelta a la Tierra en menos de dos minutos.

Mariner 2 midió por primera vez velocidad, densidad y composición del viento. Parker: "Ahí estaba el viento solar, 24/7." Chamberlain después llamó a su modelo de evaporación "sumamente irrealista". Hoy sabemos: el viento solar es sobre todo protones y electrones.

Un gas tan caliente, con electrones arrancados de sus átomos, se llama plasma. El viento solar es plasma que sale del Sol en todas direcciones, cada segundo del día.

Más caliente que la superficie

La respuesta de Parker dependía de una atmósfera exterior muy caliente. Entonces, ¿cómo se supo que estaba tan caliente? Recuerda la corona, la atmósfera exterior del Sol. Se ve en un eclipse solar total: resplandor blanco alrededor del disco negro de la Luna.

En el eclipse de 1869, Charles Young y William Harkness vieron cada uno algo extraño en la luz coronal. Al dispersar esa luz en colores, apareció una línea verde inexplicable. Algunos la atribuyeron a un elemento nuevo, coronio. El misterio duró más de 70 años.

En 1939, Walter Grotrian propuso que una línea coronal roja venía de hierro que había perdido nueve electrones. En 1943, el físico sueco Bengt Edlén relacionó varias líneas coronales con mediciones de laboratorio. La famosa línea verde es de hierro que perdió 13 de sus 26 electrones. La línea verde requiere gas a casi 2 millones de grados.

El coronio no era nuevo: hierro común en un lugar extraordinario. En 1947, el físico sueco Hannes Alfvén estimó la corona en unos 2 millones de kelvin. A esas temperaturas, kelvin y grados Celsius dan casi el mismo número. La NASA da estas cifras: la superficie alcanza unos cinco mil quinientos grados Celsius.

corona llega a 2 millones de grados y el núcleo, a unos 15 millones. El núcleo produce la energía solar, así que que esté caliente tiene sentido. Esperarías que la temperatura bajara al alejarte. Pero justo sobre la superficie aumenta cientos de veces.

Hay algo más sobre ese calor. El calor no es temperatura: es la energía que las partículas pueden transmitir. La corona tiene temperatura extremadamente alta y densidad muy baja. Hay tan pocas partículas que transmiten poco calor.

Como chispas de bengala: muy calientes, pero demasiado pequeñas para quemarte.

¿Quién calienta la corona?

¿Por qué la corona es tan caliente? Los científicos lo llaman el problema del calentamiento coronal. Hay dos sospechosos principales. El primero son las ondas. Bajo la superficie solar, gas caliente se agita siempre.

Imagina líneas magnéticas solares como cuerdas de guitarra. La agitación podría sacudirlas y mandar ondas a la corona. Allí ceden energía a partículas cargadas. Son ondas de Alfvén. Llevan el nombre de Hannes Alfvén. El segundo sospechoso son las nanollamaradas.

Una llamarada libera energía de golpe en el Sol; una nanollamarada es muy pequeña. Al romperse y reunirse líneas de campo magnético retorcidas, liberan energía. Ese proceso se llama reconexión magnética. Muchas explosiones diminutas por el Sol podrían sumar mucho calor.

Ambas ideas podrían contribuir. Problema práctico: al llegar a la Tierra, el viento ya cambió. El viento solar lento tarda unos cuatro días en recorrer los 150 millones de kilómetros hasta nosotros. En ruta se mezcla y pierde mucho de su carácter original.

Nour Raouafi, del equipo de Parker Solar Probe, dijo que entendieron que nunca podrían resolver el calentamiento coronal sin medir dentro de la corona. La NASA decidió ir allí.

Volar hacia la corona

El 12 de agosto de 2018, la NASA lanzó Parker Solar Probe. Fue la primera misión de NASA nombrada por una persona viva. Eugene Parker, entonces de 91 años, vio el lanzamiento con el equipo. Para sobrevivir, vuela tras un escudo térmico.

El frente del escudo llega a unos mil trescientos setenta grados Celsius; detrás, los instrumentos se mantienen a unos veintinueve grados. La corona es extremadamente caliente, pero muy tenue. El 28 de abril de 2021, en su octavo acercamiento, la sonda entró por primera vez en la corona. La NASA anunció que una nave había "tocado el Sol".

Cruzó una frontera invisible, la superficie crítica de Alfvén. Dentro, gravedad y campo magnético del Sol aún retienen la atmósfera. Fuera, el viento va tan rápido que las ondas ya no vuelven al Sol. El viento se libera. Es el borde exterior de la atmósfera solar.

Aun así, estaba a unos 13 millones de kilómetros sobre la superficie solar. El 24 de diciembre de 2024, pasó a 6,1 millones de kilómetros de la superficie solar, más cerca que cualquier objeto humano. Iba a unos 690.000 kilómetros por hora, el objeto más rápido construido por personas. Repitió ese acercamiento. El 4 de septiembre de 2026 hizo su acercamiento número 29.

La misión se extendió hasta 2029. Su cámara WISPR tomó las imágenes más cercanas del viento solar al salir del Sol. Nicky Fox, jefa científica de NASA, dijo: "Vemos con nuestros ojos dónde nacen las amenazas del clima espacial para la Tierra, no solo con modelos." Eugene Parker no vio todo esto: murió en marzo de 2022, a los 94 años.

¿Qué han encontrado las naves espaciales? Parker Solar Probe halló cambios bruscos del campo magnético en el viento cerca del Sol. El campo se dobla bruscamente y luego vuelve, como la letra S. Se llaman switchbacks. El 25 de marzo de 2022, Solar Orbiter, operada por Europa y la NASA, tomó la primera imagen de uno.

Usó Metis, que bloquea el disco solar brillante para ver la tenue corona. La imagen encajaba con un modelo donde líneas abiertas al espacio se encuentran con líneas que vuelven al Sol y se reconectan. Científicos sugieren que esto podría acelerar el viento solar. Solar Orbiter halló algo más en sus primeras imágenes, publicadas en 2020.

Por todo el Sol había destellos diminutos, que el equipo apodó "fogatas". Cada uno es un millón a mil millones de veces menor que las llamaradas solares vistas desde Tierra. Frédéric Auchère, del equipo, dijo que "podrían ser la contribución dominante al calentamiento de la corona solar." Podrían. Nadie lo demostró aún.

Ahora, el viento rápido. Sale de zonas oscuras de la corona, los agujeros coronales. Un agujero coronal es una zona oscura donde el campo magnético no vuelve al Sol y el viento sale directo. En 2023, un equipo dirigido por Stuart Bale usó Parker Solar Probe para observar el viento rápido cerca de su origen. Hallaron el viento en pequeñas corrientes, espaciadas como enormes células

de gas que asciende y desciende en la superficie solar, de unos 60.000 kilómetros de ancho. Concluyeron que la energía del viento rápido viene de la reconexión magnética en la base de agujeros coronales y, en última instancia, del campo magnético solar. En dos mil veinticuatro, otro equipo captó la misma corriente dos veces.

En febrero de 2022, Parker Solar Probe midió la corriente cerca del Sol. Solar Orbiter midió esa corriente más lejos, cerca de la órbita de Venus. Entre ambos puntos, las ondas de Alfvén perdieron energía. Calcularon que esa energía bastaba para calentar el viento rápido y acelerarlo.

Pero fue un solo evento, como señalaron otros investigadores. Otro estudio de 2024 buscó switchbacks dentro de la corona y no encontró ninguno completamente formado allí. Eso dificulta decir dónde se forman exactamente. En 2023, la Agencia Espacial Europea dijo que el calentamiento coronal sigue en intenso debate.

Las piezas encajan, pero el problema del calentamiento coronal sigue abierto. Ondas y explosiones pequeñas podrían contribuir cada una.

Viento rápido, viento lento y una espiral

Al salir del Sol, el viento no va a la misma velocidad. El viento rápido de agujeros coronales va de 500 a 800 kilómetros por segundo. Cerca de la órbita terrestre, el viento lento es el más común: unos 400 kilómetros por segundo. Con el Sol tranquilo, suele haber un gran agujero coronal en cada polo.

Ulysses voló sobre los polos solares y midió allí viento rápido a un promedio de unos 750 kilómetros por segundo, y lento cerca del ecuador a unos 400. Cuando el rápido alcanza al lento, se acumula. Crea una región densa de campo magnético fuerte, llamada región de interacción corrotante.

Al pasar una junto a la Tierra, puede causar una tormenta geomagnética. Es una perturbación del campo magnético terrestre, por lo general menor o moderada. El viento también lleva el campo magnético solar. El Sol gira aproximadamente una vez cada 27 días.

Piensa en un aspersor girando: cada gota sale recta, pero el chorro se curva en espiral. El campo magnético solar se enrolla en una espiral igual. Cerca de la Tierra, las líneas forman unos 45 grados en promedio con la trayectoria del viento. Parker predijo esta espiral en 1958. Lleva su nombre: la espiral de Parker.

Una burbuja alrededor del sistema solar

¿Hasta dónde llega el viento? Más allá de los planetas, hasta chocar con gas tenue entre estrellas. Al hacerlo, infla una burbuja gigante alrededor del Sol, la heliosfera. Allí se miden distancias en unidades astronómicas: una es la distancia Tierra-Sol, unos 150 millones de kilómetros.

En diciembre de dos mil cuatro, la sonda Vóyager uno cruzó el choque de terminación, a unas noventa y cuatro unidades astronómicas del Sol. Ahí el viento se frena de golpe al presionar contra el gas exterior. El veinticinco de agosto de dos mil doce, a unas ciento veintidós unidades astronómicas, la sonda Vóyager uno cruzó la heliopausa, el borde de la burbuja. Eso es ciento veintidós veces más lejos del Sol que nosotros.

Pero el instrumento de plasma de Voyager 1 dejó de funcionar en 1980, así que no midió el viento directamente. El de la sonda Vóyager dos aún funcionaba. El 5 de noviembre de 2018, registró una fuerte caída de velocidad del viento solar. Luego no detectó viento solar.

Voyager 2 salió del viento solar al espacio interestelar. Donde termina el viento marca un borde del sistema solar.

El escudo de la Tierra y la aurora

Volvamos a la Tierra, dentro de este viento a diario. El campo magnético terrestre hace que una brújula apunte al norte. El viento solar presiona ese campo y forma el espacio protegido llamado magnetosfera. Frente al Sol lo comprime; de noche lo estira en una larga cola.

Se suele decir que la aurora son partículas del viento solar que caen directo a la atmósfera. La NOAA, agencia estadounidense del tiempo y los océanos, lo explica distinto. Los electrones de la aurora reciben energía en esa larga cola nocturna terrestre. Corren por líneas de campo magnético hacia los polos.

Allí, entre 80 y 500 kilómetros de altura, chocan con oxígeno y nitrógeno, que emiten luz. El viento solar aporta la energía, pero no nos cae simplemente encima. En grandes tormentas, los anillos de aurora polares se expanden y se ven mucho más lejos. En mayo de 2024, más de 6.000 reportes de auroras de 55 países fueron a Aurorasaurus, un proyecto de ciencia ciudadana.

En Japón, observadores del cielo fotografiaron auroras magenta inusuales.

Cuando el viento se convierte en tormenta

La tormenta de mayo de 2024 no fue causada por el viento solar cotidiano. A veces la corona expulsa de golpe una enorme nube de plasma y campo magnético. Se llama eyección de masa coronal, o CME. Si el viento solar es constante, una CME es una ráfaga repentina.

Las más rápidas llegan en solo 15 a 18 horas. Una CME puede sacudir el campo terrestre y causar una tormenta geomagnética, a menudo más intensa. NOAA las clasifica de G1, menor, a G5, extrema. El 1 de septiembre de 1859, Richard Carrington y Richard Hodgson vieron en el Sol un destello de luz blanca.

Fue la primera llamarada solar observada en luz blanca ordinaria. Unas 17 horas después, una enorme tormenta golpeó la Tierra; auroras llenaron el cielo el 2 y 3 de septiembre. Había unos 200.000 kilómetros de líneas telegráficas y gran parte de la red quedó inutilizable 8 horas o más. El 13 de marzo de 1989, a las 2:44 de la madrugada, una tormenta golpeó la red eléctrica de Quebec, Canadá.

En menos de un minuto, cayó toda la red. Millones perdieron electricidad más de nueve horas. El metro de Montreal se detuvo y hubo auroras hasta Florida y Cuba. Gran parte de Quebec se asienta sobre un enorme escudo de roca dura que conduce mal la electricidad. Durante

la tormenta, la corriente del suelo tomó el camino más fácil: largas líneas eléctricas. El 3 de febrero de 2022, SpaceX lanzó 49 satélites Starlink. Fueron liberados en una órbita baja, hasta unos 210 kilómetros. Al día siguiente, una tormenta geomagnética calentó y expandió la atmósfera superior.

El aire más denso aumentó hasta un 50 por ciento la resistencia frente a lanzamientos anteriores. SpaceX dijo que hasta 40 de 49 caerían y arderían. Luego contaron 38. El diez de mayo de dos mil veinticuatro llegó la tormenta más intensa en más de veinte años. Fue G5, el máximo de la escala NOAA y la primera en más de dos décadas.

Se llama tormenta Gannon por Jennifer Gannon, científica del clima espacial. En el Medio Oeste de Estados Unidos, tractores con GPS se desviaron o dejaron de funcionar en plena siembra. Un análisis de Kansas State University estimó que una granja con GPS perdió unos 12.000 a 17.000 dólares estadounidenses. ICESat-2 de NASA entró automáticamente en modo seguro.

El 10 de octubre de 2026 llegó a Tierra una CME que salió del Sol dos días antes. Esa noche NOAA informó una G3, tormenta geomagnética fuerte. La actividad solar sube y baja cada unos 11 años; el actual ciclo culminó en octubre de 2024. En 2019 se esperaba un máximo menor; resultó mucho más fuerte.

De 15 a 60 minutos

¿Podemos ver venir una tormenta? Entre Tierra y Sol hay un punto donde una nave se mantiene alineada con el Sol, a 1,5 millones de kilómetros de Tierra. Se llama punto de Lagrange 1, o L1. Allí un satélite encuentra el viento solar antes que nosotros.

Una nave allí suele avisar 15 a 60 minutos antes. El Observatorio Climático del Espacio Profundo de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica hizo ese trabajo hasta que, en junio de dos mil veintiséis, la agencia cambió a otro. Lanzada el 24 de septiembre de 2025, se llama SOLAR-1. En junio de 2026 entró en servicio, primer satélite estadounidense construido solo para vigilar el clima espacial.

Su coronógrafo bloquea el disco solar para ver la corona y envía imágenes de CME a pronosticadores en menos de 30 minutos. Con la antigua SOHO, esas imágenes tardan hasta ocho horas para los pronosticadores. Clinton Wallace, director del Centro de Predicción del Clima Espacial de NOAA, dijo: "Más tiempo para actuar."

Lo que el viento le quita a Marte

Volvamos a Marte, donde empezamos. Marte no tiene campo magnético global. El viento solar alcanza directo su atmósfera superior y lleva partículas cargadas al espacio. En dos mil quince, la misión Maven de la NASA midió esa pérdida en unos cien gramos de gas por segundo.

En tormentas solares, la pérdida aumenta mucho. Bruce Jakosky, científico principal de MAVEN, la comparó con robar unas monedas de caja cada día: se acumula. En miles de millones de años, puede explicar cómo Marte pasó de más húmedo a frío, seco y con atmósfera tenue. ¿Puede la Tierra perder atmósfera así? Es tentador decir que el campo magnético nos protege.

Pero algunos científicos discrepan. Un estudio de 2018 comparó mediciones: Tierra, Marte y Venus pierden atmósfera a ritmos similares. Venus no tiene campo magnético global, pero sí tiene una atmósfera muy densa. Los autores dijeron que un campo magnético solo no basta para proteger una

atmósfera y puede incluso ayudar al escape de gas cerca de los polos. Marte es pequeño y de gravedad débil. El escudo magnético quizá es solo parte de la historia.

Entonces, ¿qué es el viento solar?

¿Qué es el viento solar? Es la atmósfera solar, demasiado caliente para quedarse, que sale en todas direcciones a cientos de kilómetros por segundo. Empujó colas de cometas antes de que alguien supiera que existía. Un joven físico lo predijo, dos revisores lo rechazaron y una nave a Venus lo midió.

Se enrolla, infla una burbuja tras los planetas, ilumina nuestros cielos y arranca lentamente aire de Marte. Viene de una corona cientos de veces más caliente que la superficie bajo ella. Los científicos aún buscan por qué, con una sonda que sigue atravesando la corona. Cuando veas un cometa, busca su tenue cola azul: apunta lejos del Sol porque nunca deja de soplar.