¿Planeando un viaje a Marte? Lleva mucho blindaje. Según los sensores de la nave espacial ACE (Explorador avanzado de composición) de la NASA, los rayos cósmicos galácticos acaban de alcanzar un máximo en la era espacial.
"En 2009, las intensidades de rayos cósmicos aumentaron un 19% más de lo que hemos visto en los últimos 50 años", dice Richard Mewaldt de Caltech. "El aumento es significativo, y podría significar que necesitamos repensar la cantidad de radiación que los astronautas llevan en sus misiones en el espacio profundo".
La causa del aumento es el mínimo solar, una profunda pausa en la actividad solar que comenzó alrededor de 2007 y continúa hoy. Los investigadores saben desde hace tiempo que los rayos cósmicos aumentan cuando disminuye la actividad solar. En este momento, la actividad solar es tan débil como lo ha sido en los tiempos modernos, preparando el escenario para lo que Mewaldt llama "una tormenta perfecta de rayos cósmicos".
"Estamos experimentando el mínimo solar más profundo en casi un siglo", dice Dean Pesnell del Centro de Vuelo Espacial Goddard, "por lo que no es sorprendente que los rayos cósmicos estén en niveles récord para la era espacial".
Los rayos cósmicos galácticos provienen del exterior del sistema solar. Son partículas subatómicas, principalmente protones, pero también algunos núcleos pesados, aceleradas a casi la velocidad de la luz por explosiones de supernovas distantes. Los rayos cósmicos causan "lluvias de aire" de partículas secundarias cuando golpean la atmósfera de la Tierra. Representan un peligro para la salud de los astronautas. Y un solo rayo cósmico puede desactivar un satélite si golpea un circuito integrado desafortunado.
El campo magnético del sol es nuestra primera línea de defensa contra estas partículas energéticas altamente cargadas. Todo el sistema solar desde Mercurio hasta Plutón y más allá está rodeado por una burbuja de magnetismo solar llamada "la heliosfera". Brota de la dinamo magnética interna del sol y el viento solar lo infla a proporciones gigantescas. Cuando un rayo cósmico intenta ingresar al sistema solar, debe luchar a través de las capas externas de la heliosfera; y si entra, hay una espesura de campos magnéticos esperando dispersar y desviar al intruso.
"En momentos de baja actividad solar, esta protección natural se debilita y más rayos cósmicos pueden alcanzar el sistema solar interior", explica Pesnell.
Mewaldt enumera tres aspectos del mínimo solar actual que se combinan para crear la tormenta perfecta:
(1) El campo magnético del sol es débil. "Ha habido una fuerte disminución en el campo magnético interplanetario (FMI) del sol hasta solo 4 nanoTesla (nT) desde valores típicos de 6 a 8 nT", dice. "Este IMF bajo récord indudablemente contribuye a los flujos de rayos cósmicos récord".
(2) El viento solar está flaqueando. "Las mediciones realizadas por la nave espacial Ulysses muestran que la presión del viento solar está en un mínimo de 50 años", continúa, "por lo que la burbuja magnética que protege el sistema solar no se está inflando tanto como de costumbre". Una burbuja más pequeña le da a los rayos cósmicos un disparo más corto al sistema solar. Una vez que un rayo cósmico ingresa al sistema solar, debe "nadar contra la corriente" contra el viento solar. Las velocidades del viento solar se han reducido a niveles muy bajos en 2008 y 2009, lo que facilita que proceda un rayo cósmico.
(3) La hoja actual se está aplanando. Imagine que el sol lleva una falda de bailarina tan ancha como todo el sistema solar con una corriente eléctrica que fluye a lo largo de los pliegues ondulados. Esa es la "capa de corriente heliosférica", una vasta zona de transición donde la polaridad del campo magnético del sol cambia de más (norte) a menos (sur). La hoja actual es importante porque los rayos cósmicos tienden a guiarse por sus pliegues. Últimamente, la hoja actual se ha ido aplanando, permitiendo que los rayos cósmicos tengan un acceso más directo al sistema solar interior.
"Si el aplanamiento continúa como lo ha hecho en los mínimos solares anteriores, podríamos ver que los flujos de rayos cósmicos saltan hasta un 30% por encima de los máximos anteriores de la era espacial", predice Mewaldt.
La Tierra no está en gran peligro por los rayos cósmicos adicionales. La atmósfera y el campo magnético del planeta se combinan para formar un escudo formidable contra la radiación espacial, protegiendo a los humanos en la superficie. De hecho, hemos resistido tormentas mucho peores que esto. Hace cientos de años, los flujos de rayos cósmicos eran al menos un 200% más altos de lo que son ahora. Los investigadores saben esto porque cuando los rayos cósmicos golpean la atmósfera, producen el isótopo berilio-10, que se conserva en el hielo polar. Al examinar los núcleos de hielo, es posible estimar los flujos de rayos cósmicos hace más de mil años en el pasado. Incluso con la reciente oleada, los rayos cósmicos de hoy son mucho más débiles que en el pasado milenio.
"La era espacial hasta ahora ha experimentado un tiempo de actividad relativamente baja de rayos cósmicos", dice Mewaldt. "Ahora podemos estar volviendo a los niveles típicos de los siglos pasados".
La nave espacial de la NASA continuará monitoreando la situación a medida que se despliegue el mínimo solar. Estén atentos para las actualizaciones.
