La tormenta solar de 1859 ―conocida también como evento Carrington debido a que el astrónomo aficionado británico Richard Carrington (1826‑1875) fue el primero en observarla― se considera la tormenta solar más potente registrada en la historia. Tuvo registros en el polo sur, polo norte, América Central y Europa.
Repercusión sobre el planeta Tierra
En el año 1859 se produjo una gran eyección de masa coronal o llamarada solar. A partir del 28 de agosto, se observaron auroras que llegaban hasta el norte de Colombia. El pico de intensidad fue el 1 y 2 de septiembre, y provocó el fallo de los sistemas de telégrafo en toda Europa y América del Norte. Los primeros indicios de este incidente se detectaron a partir del 28 de agosto de 1859 cuando por toda Norteamérica se vieron auroras boreales. Se vieron intensas cortinas de luz, desde Maine hasta Florida. Incluso en Cuba los capitanes de barco registraron en los cuadernos de bitácora la aparición de luces cobrizas cerca del cenit. En aquella época los cables del telégrafo, invento que había empezado a funcionar en 1843 en los Estados Unidos, sufrieron cortes y cortocircuitos que provocaron numerosos incendios, tanto en Europa como en Norteamérica. Se observaron auroras en zonas de latitud media, como en Madrid o Roma, a 40 y 41 grados en el hemisferio norte, o en Santiago de Chile y Concepción, a 33 y 36 grados en el hemisferio sur, e incluso en zonas de baja latitud, como La Habana, las islas Hawái, la ciudad de Montería (latitud 8°45′N) en Colombia, y reportes en Costa Rica, entre otras.
Fue la interacción más violenta que nunca se ha registrado entre la actividad solar y la Tierra. La acción del viento solar sobre la Tierra el año 1859 fue, con diferencia, la más intensa de la que se tiene constancia. El día 28 de agosto aparecieron numerosas manchas solares, y entre los días 28 de agosto y 2 de septiembre se declararon numerosas áreas con llamaradas.
El 1 de septiembre el Sol emitió una inmensa llamarada. Solo diecisiete horas y cuarenta minutos después, la eyección llegó a la Tierra con partículas de carga magnética muy intensas. El campo magnético terrestre se deformó completamente y esto permitió la entrada de partículas solares hasta la alta atmósfera, donde provocaron extensas auroras boreales e interrupciones en las redes de telégrafo[cita requerida], que entonces estaba todavía muy poco desarrollado.
A veces, se habla de la llamarada de Carrington debido a que este científico hacía unos bocetos de un grupo de manchas solares el jueves primero de septiembre debido a la dimensión de las regiones oscuras, cuando, a las 11:18, se dio cuenta de un intenso estallido de luz blanca que parecía salir de dos puntos del grupo de manchas. Quiso compartir el espectáculo con alguien pero no había nadie más en el observatorio. Diecisiete horas más tarde una segunda oleada de auroras boreales convirtió la noche en día en toda Norteamérica hasta Colombia. Algunos ejemplos ilustran la magnitud de este hecho: se podía leer el periódico bajo la luz entre roja y verdosa de las auroras, mientras que los mineros buscadores de oro de las Montañas Rocosas se levantaron y desayunaron de madrugada, creyendo que el Sol salía detrás de una cortina de nubes. A la sazón había muy pocos aparatos eléctricos, pero los pocos que había dejaron de funcionar; por ejemplo, los sistemas telegráficos dejaron de funcionar en Europa y Norteamérica.
Si la tormenta de Carrington no tuvo consecuencias brutales fue debido a que nuestra civilización tecnológica todavía estaba en sus inicios; si se diese hoy, los satélites artificiales dejarían de funcionar, las comunicaciones de radio se interrumpirían y los apagones eléctricos tendrían proporciones continentales y los servicios quedarían interrumpidos durante semanas. Según los registros obtenidos de las muestras de hielo, una llamarada solar de esta magnitud no se ha producido en los últimos 500 años, aunque se producen tormentas solares relativamente fuertes cada cincuenta años, la penúltima el 13 de noviembre de 1960 y la última el 23 de julio de 2012 (hace 14 años).
La aparición de manchas solares, la actividad magnética y otros datos relacionados con estos fenómenos siguen un ciclo que dura once años. En el último ciclo 2008-2019 han explotado en la superficie del Sol unas 13 000 nubes de plasma y unas 21 000 llamaradas solares.
Se podría decir que las tormentas solares son similares a las tormentas terrestres a una escala superior, aunque, en el caso de las solares, los gases del viento solar van acompañados de campos magnéticos que les dan forma y proporcionan energía. Como se da en el caso de las tormentas eléctricas, son explosiones de partículas de altas energías e intensos rayos X debido de los cambios del campo magnético.[cita requerida]
En el proceso de fusión nuclear, que origina la energía del Sol, hay una pérdida de masa del 0,7 %, que se convierte en energía tal y como expresa la conocida fórmula de Einstein:
Cuando un gramo de hidrógeno se transforma por fusión nuclear en 0,993 gramos de helio, se liberan 50 000 kWh de energía.[cita requerida] Esta energía se transmite primero por radiación dentro de una capa esférica —zona radiante— de 500 000 km de grueso y después se transmite por convección a través de otra capa esférica de 200 000 km—zona convectiva. Esta capa de convección es como un líquido en ebullición: por esto el Sol presenta con fuerte ampliación óptica una superficie granulada correspondiente a la cumbre de las células convectivas. La estructura granulada cambia de forma rápidamente (como cambia la superficie del agua hirviendo) y una unidad de la granulación se ve aparecer y desaparecer en diez o quince minutos. Con estas dos clases de transporte, la energía producida al núcleo solar ya puede escapar del Sol y radiar en todas direcciones.
La mayoría de estas tormentas producen auroras boreales en las regiones árticas y auroras australes en las regiones antárticas, que comparadas con los fenómenos meteorológicos parecerían un pequeño aguacero, pero a veces, el Sol es capaz de crear un auténtico vendaval.[cita requerida]
Nadie vivo hoy ha experimentado una tormenta de estas proporciones, pero Kenneth G. McCracken de la universidad de Maryland descubrió en los núcleos de muestras de hielo de la Antártida y Groenlandia aumentos bruscos de nitratos, que ya se conocía que correspondían a intensas ráfagas de viento solar. La anomalía de nitratos de 1859 es la mayor en 500 años y equivale a la suma de episodios más importantes en los últimos 40 años.
La gran tormenta de 1859 fue precedida de la aparición, en el Sol, de un grupo numeroso de manchas solares cercanas al ecuador solar, casi en el momento de máxima actividad del ciclo solar, de una magnitud tan grande que se podían ver a simple vista, con una protección adecuada. En el momento de la eyección de masa coronal el grupo de manchas estaba frente a la Tierra, aunque no parece que sea necesaria tanta puntería: cuando la materia coronal llega a la órbita terrestre abarca una extensión de 50 millones de kilómetros, miles de veces la dimensión de la Tierra.
La intensa llamarada de 1859 liberó dos eyecciones de materia coronal: la primera tardó entre 40 y 60 horas en llegar a la Tierra (tiempo habitual) mientras la segunda, liberada por el Sol antes de que se llenase el vacío dejado por la primera, solamente tardó unas 17 horas en llegar a la Tierra. La primera eyección iba acompañada de un intenso campo magnético helicoidal, según los datos de los magnetómetros de la época. Esta primera etapa quedó registrada en los magnetómetros de superficie como un inicio brusco de actividad, pero no tuvo otros efectos. Al principio apuntaba al norte, pero después de 15 h en lugar de reforzar el campo terrestre se oponía al campo mencionado. Esta oposición liberó gran cantidad de energía, que comenzó a interrumpir las comunicaciones telegráficas[cita requerida] y formar auroras boreales, hasta pasados uno o dos días, en que, una vez que el plasma pasó más allá de la Tierra, dejó que el campo magnético de la Tierra volviese a la normalidad.