Redacción
Las fulguraciones estelares (flares) son un aumento repentino de la radiación de las estrellas: emisiones electromagnéticas súbitas en determinadas zonas de la superficie de las estrellas que desprenden grandes cantidades de energía. Generan, así, una descarga de iones: una sobreionización súbita de la parte alta de la atmósfera terrestre (ionosfera).
Hasta ahora, las fulguraciones estelares se detectaban a través de sondas espaciales como el SOHO (Solar and Heliosferic Observatory) –una misión conjunta de la ESA y la NASA para estudiar el Sol, y que contiene un telescopio específico que permite detectar las fulguraciones del Sol a partir del aumento del flujo de fotones–, o por telescopios como el Swift o el Fermi, para fulguraciones estelares extrasolares. Con estos instrumentos, lo que se hace es observar directamente el fenómeno.
Ahora, dos científicos, Manuel Hernández-Pajares, investigador del Departamento de Matemáticas de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC), y David Moreno-Borràs, de la Facultad de Informática de Barcelona (FIB) en la UPC, han desarrollado un sistema que permite detectar fulguraciones estelares, utilizando para ello las señales que emiten los sistemas de navegación por satélite, popularmente conocidos como GPS.
“La manera más sencilla de explicar lo que hemos hecho es compararlo con las sombras chinas: en lugar de observar directamente el fenómeno, lo que hacemos es mirar la sombra, la huella que deja en la atmósfera la fluctuación súbita de una parte de la radiación estelar. Y esto lo hacemos utilizando los sistemas de navegación por satélite, lo que conocemos como GPS.” Así introduce Manuel Hernández-Pajares, que también es responsable del Grupo de Investigación de Determinación Ionosférica y Navegación por Satélite y Sistemas Terrestres (IonSAT), el método que ha desarrollado, en colaboración con David Moreno-Borràs, que ahora es investigador del Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC). Este método permite la detección de fulguraciones estelares extrasolares utilizando solo medidas globales del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS), como el Sistema de Posicionamiento Global (GPS). La técnica ha sido descrita con el título de “Real-time detection, location and measuremente of geoeffective stellar flares from Global Navigation Satellite System data: new technique and case studies”, y se ha publicado en la revista académica ‘Space Weather’ de la American Geophysical Union.
Como se ha dicho, el método desarrollado por los investigadores de la UPC implica “mirar la huella que estas fulguraciones estelares generan en la parte alta de la atmósfera terrestre, la llamada ionosfera”, como si mirásemos una representación del popular teatro chino de sombras.
Los Sistemas de Navegación Global por Satélite (GNSS) funcionan gracias a más de 24 satélites por constelación (GPS, GLONASS, Galileo y Beidou) que orbitan alrededor de la Tierra: cada satélite emite señales en forma de ondas electromagnéticas, parecidas a las que usan los teléfonos móviles. Esta onda es recogida en un receptor de GPS, que calcula el tiempo que aparentemente tardan las señales en viajar desde los satélites, convirtiéndolo en pseudodistancia (el observable básico GNSS) al multiplicarlo por la velocidad de la luz en el vacío.
Cuando se produce una fulguración solar, esta genera súbitamente electrones libres adicionales a la ionosfera, a 100 – 1.000 kilómetros de altura. Las ondas electromagnéticas que emiten los satélites GNSS hacen “bailar” los electrones libres: esto hace que estos emitan una señal electromagnética muy similar, que se superpone a la señal original y hace cambiar la velocidad de propagación y genera, así, un error en la pseudodistancia. Por eso, los satélites GNSS emiten una segunda señal que, combinada con la primera, permite eliminar el efecto de la sobreionización y el error que genera. Precisamente, este sistema que elimina el margen de error que causa la ionosfera también permite aislar el efecto de fulguraciones estelares muy intensas y, por lo tanto, detectarlas. El sistema GNSS se convierte, así, en un sistema de detección y localización de fulguraciones estelares.
Este hallazgo ha sido posible gracias al refinamiento de la técnica desarrollada previamente por el investigador Hernández-Pajares para detectar y medir fulguraciones solares de intensidad alta, media y débil. Una técnica que está implementada actualmente, y en tiempo real, en un proyecto de la Agencia Espacial Europea (ESA, en sus siglas en inglés) del programa Space Situation Awareness. El algoritmo desarrollado, que los autores llaman Blind GNSS search of Extraterrestrial EUV Sources (BGEES), se ha verificado con dos fulguraciones estelares más lejanas y, por tanto, más difíciles de detectar: la Proxima Centauri (detectada el 18 de marzo de 2016) y la NGTS J121939.5-355557 (localizada el 1 de febrero de 2016). Las estimaciones obtenidas con el algoritmo BGEES han sido contrastadas con las de los estudios con técnicas astronómicas convencionales que han analizado ambas fulguraciones estelares.
