Cuando el eclipse solar total barrió los Estados Unidos el 21 de agosto, 2017, Los satélites de la NASA capturaron un conjunto diverso de imágenes desde el espacio. Pero días antes del eclipse Algunos satélites de la NASA también permitieron a los científicos predecir cómo se vería la corona, la atmósfera exterior del Sol, durante el eclipse. desde el suelo. Además de ofrecer un estudio de caso para probar nuestras habilidades predictivas, Las predicciones también permitieron a algunos científicos de eclipses elegir sus objetivos de estudio con anticipación.

Ciencia predictiva C ª., San Diego, California:una empresa privada de investigación en física computacional apoyada por la NASA, la Fundación Nacional de Ciencias y la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea:utilizaron datos del Observatorio de Dinámica Solar de la NASA, o SDO para desarrollar un modelo numérico mejorado que simulara cómo se vería la corona durante el eclipse total. Su modelo utiliza observaciones de campos magnéticos en la superficie del Sol y requiere una gran cantidad de recursos de supercomputación para predecir cómo el campo magnético da forma a la corona a lo largo del tiempo.

A medida que la corona y el material solar se esparcen desde el Sol, pueden manifestarse como perturbaciones en el espacio cercano a la Tierra, conocido como clima espacial. "Los modelos meteorológicos espaciales deben poder caracterizar la estructura de la corona para mejorar las previsiones de la trayectoria y los posibles impactos de estos eventos, "El presidente y científico de Predictive Science, Jon Linker, dijo.

Una herramienta clave son los modelos de computadora que simulan eventos en el Sol incluso antes de que sucedan. Esta comparación de modelos y observaciones es un aspecto central de la heliofísica, el campo de la ciencia dedicado a comprender el Sol y su influencia dinámica en todo el sistema solar. Sin la capacidad de medir la corona directamente, Los heliofísicos prueban sus teorías utilizando complejas simulaciones por computadora.

Los eclipses ofrecen una oportunidad única para que los científicos prueben estos modelos. Durante el eclipse total, la Luna oscureció por completo el rostro brillante del Sol, revelando la parte más interna de la corona, la región donde se originan las erupciones solares, como las eyecciones de masa coronal, pero es difícil de observar en circunstancias normales. Al comparar sus predicciones con las observaciones recopiladas durante el propio eclipse, los investigadores pueden evaluar y mejorar el rendimiento de sus modelos coronales.

El modelo que los investigadores de Predictive Science utilizaron para su predicción final del eclipse de agosto de 2017 fue el más complejo hasta el momento. Además de los mapas de SDO del campo magnético del Sol, también utilizó observaciones SDO de filamentos:estructuras serpenteantes en la superficie del Sol compuestas de material solar denso.

Una mayor complejidad exige más horas informáticas, y cada simulación requirió miles de procesadores y tomó aproximadamente dos días de tiempo real para completarse. El grupo de investigación ejecutó su modelo en varias supercomputadoras, incluidas las instalaciones del Texas Advanced Computer Center en Austin, Texas; el Centro de Supercomputación de San Diego en California; y la supercomputadora Pléyades en la instalación de Supercomputación Avanzada de la NASA en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California.

"Basado en una comparación muy preliminar, parece que el modelo lo hizo muy bien en la captura de características de la corona a gran escala, ", Dijo Linker. En su mayor complejidad, el modelo demuestra que incluso las finas estructuras magnéticas del Sol están íntimamente relacionadas con la vasta estructura de la corona.

Mientras los científicos ejecutaban sus modelos, El propio Observatorio de Relaciones Terrestres y Solares de la NASA, o nave espacial STEREO-A, también pudo mirar hacia el futuro y proporcionar pistas sobre cómo se vería la corona el día del eclipse. A medida que el eclipse se acercaba debido a la posición de STEREO-A detrás del Sol y las tasas de rotación particulares del Sol y la Tierra, Vista de STEREO-A de la corona el 12 de agosto, 2017, era prácticamente el mismo que aquellos dentro del camino de la totalidad verían nueve días después, el 21 de agosto. El punto de vista de STEREO-A está aproximadamente nueve días antes que el de la Tierra.

Los instrumentos clave de STEREO incluyen un par de coronógrafos, telescopios que usan un disco de metal llamado disco de ocultación para estudiar la corona. Como un eclipse total el disco oculto bloquea la luz brillante del sol, haciendo posible discernir la corona circundante.

Las imágenes coronagráficas del 12 y 21 de agosto muestran una gran similitud; ambos presentan una forma dominante de tres serpentinas. Aquí, la imagen ESTÉREO se compara con una imagen del Observatorio Solar y Heliosférico conjunto ESA / NASA, o SOHO, que fue posicionado para compartir la vista de la corona de la Tierra el 21 de agosto. La ligera diferencia en la ubicación de las serpentinas se debe al hecho de que STEREO-A y SOHO ven el Sol desde ángulos ligeramente diferentes.

"La pequeña diferencia entre las imágenes del 12 y el 21 de agosto muestra que la atmósfera del Sol evoluciona muy lentamente, como esperamos, en su fase descendente hacia el mínimo solar, "dijo Angelos Vourlidas, miembro del equipo científico STEREO y heliofísico en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland. "El sol se va a dormir lentamente, pero no en silencio, como nos recordó la reciente racha de actividad solar ".

El mínimo solar es el período de menor actividad solar en el ciclo natural de aproximadamente 11 años del Sol. En épocas de mayor actividad solar, la corona dinámica podría haber evolucionado demasiado rápido para hacer útil tal predicción. Pero en estos tiempos acercándose al mínimo solar, Tanto Predictive Science como las predicciones de eclipses de STEREO ofrecieron una oportunidad para que los investigadores mejoraran los modelos y nuestra comprensión de la actividad actual del Sol.