Cuando el eclipse solar total se extendió por los Estados Unidos el 21 de agosto de 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 qué es la corona: laLa atmósfera exterior del Sol - se vería 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 del eclipse elegir sus objetivos de estudio por adelantado.
Predictive Science, Inc., San Diego, California, una compañía privada de investigación en física computacional respaldada por la NASA, la National Science Foundation y la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea, utilizó datos del Observatorio de Dinámica Solar de la NASA o SDO paradesarrollar un modelo numérico mejorado que simule 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 con el tiempo.
A medida que la corona y el material solar se extienden hacia afuera del Sol, pueden manifestarse como perturbaciones en el espacio cercano a la Tierra, conocido como clima espacial. "Los modelos de clima espacial deben ser capaces de caracterizar la estructura de la corona para mejorar los pronósticosdel camino y los posibles impactos de estos eventos ", dijo el presidente y científico de Predictive Science, Jon Linker.
Una herramienta clave son los modelos de computadora que simulan eventos en el Sol 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 solarSin la capacidad de medir la corona directamente, los heliófísicos prueban sus teorías mediante el uso de complejas simulaciones por computadora.
Los eclipses ofrecen una oportunidad única para que los científicos prueben dichos modelos. Durante el eclipse total, la Luna oscureció por completo la cara brillante del Sol, revelando la parte más interna de la corona, la región donde se originan erupciones solares como las eyecciones de masa coronal, peroes difícil de observar en circunstancias normales. Al comparar sus predicciones con las observaciones reunidas durante el eclipse, los investigadores pueden evaluar y mejorar el rendimiento de sus modelos coronales.
El modelo que los investigadores de Predictive Science usaron para su predicción final del eclipse de agosto de 2017 fue el más complejo hasta ahora. Además de los mapas SDO del campo magnético del Sol, también utilizó observaciones SDO de filamentos, estructuras serpentinas en la superficie del Solcompuesto de material solar fresco y denso.
La mayor complejidad exige más horas de computación, y cada simulación requirió miles de procesadores y tardó aproximadamente dos días de tiempo real en completarse. El grupo de investigación ejecutó su modelo en varias supercomputadoras, incluidas las instalaciones del Centro de Computación Avanzada de Texas en Austin, Texas;San Diego Supercomputer Center en California; y la supercomputadora Pleiades 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 logró muy bien capturar 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 relacionadasa la vasta estructura de la corona.
Mientras los científicos ejecutaban sus modelos, el propio Observatorio de Relaciones Solares y Terrestres de la NASA, o nave espacial STEREO-A, también pudo mirar hacia el futuro y proporcionar pistas sobre cómo sería la corona el día del eclipse.el eclipse se acercó, debido a la posición de STEREO-A detrás del Sol y las tasas particulares de rotación del Sol y la Tierra, la vista de STEREO-A de la corona el 12 de agosto de 2017, era prácticamente la misma que verían aquellos dentro del camino de la totalidadnueve días después, el 21 de agosto. Es decir, el punto de vista de STEREO-A es 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 ocultante para estudiar la corona. Al igual que un eclipse total, el disco ocultante bloquea la luz brillante del Sol, lo que permite discernir la corona circundante.
Las imágenes de la coronagrafía del 12 y 21 de agosto muestran una gran similitud; ambas presentan una forma dominante de tres serpentinas. Aquí, la imagen STEREO se compara con una imagen del Observatorio Solar y Heliosférico ESA / NASA, o SOHO, que se colocópara compartir la visión de la Tierra de la corona 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 de declive hacia el mínimo solar", dijo Angelos Vourlidas, miembro del equipo científico de STEREO yheliófísico 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 ola 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 se acerca al mínimo solar, tanto la Predictive Science como las predicciones de eclipse de STEREO ofrecieron una oportunidad para que los investigadores mejoren los modelos y nuestra comprensión de la actividad actual del Sol.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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