p Era 14 de agosto, 2017, apenas uma semana antes que a Lua se cruzasse com o Sol e a Terra, lançando sua sombra sobre os Estados Unidos. O país inteiro zumbia de ansiedade pela chance fugaz de ver a coroa, a tênue atmosfera externa do sol. p Mas a espera foi extremamente estressante para um grupo de cientistas da Predictive Science Inc., uma empresa de pesquisa privada em San Diego:Eles tinham acabado de publicar uma previsão de como seria a corona em 21 de agosto, o dia do eclipse solar total. Como sua previsão - o resultado de um modelo numérico complexo e dezenas de horas de computação - se compararia à coisa real?

p "Esperando pela totalidade, você sabe exatamente o que previu e o que está esperando, "O pesquisador da Ciência Preditiva Zoran Miki? Disse." Porque você trabalha muito com o modelo e vê a previsão tantas vezes, está gravado em seu cérebro. Há muita ansiedade porque se você estiver totalmente errado, é um pouco constrangedor. "

p Os pesquisadores da Predictive Science usaram dados do Solar Dynamics Observatory da NASA, ou SDO, desenvolver um modelo que simule a corona. Seu modelo usa medições de campos magnéticos na superfície do Sol para prever como o campo magnético molda a coroa. Seu trabalho foi apoiado pela NASA, a National Science Foundation e o Air Force Office of Scientific Research. Miki? é o autor principal de um artigo resumindo seu trabalho e publicado em Astronomia da Natureza em 27 de agosto, 2018.

p A ciência coronal está profundamente enraizada na história dos eclipses totais; mesmo com tecnologia de ponta, é apenas durante um eclipse total que os cientistas podem resolver a região mais baixa da coroa, logo acima da superfície do sol. Esta parte dinâmica da atmosfera solar é entremeada por campos magnéticos complexos que fornecem a energia para erupções tremendas como erupções e ejeções de massa coronal.

p À medida que partículas e radiação de explosões solares saem do Sol, eles podem se manifestar como distúrbios no espaço próximo à Terra, conhecido como clima espacial. Tão variável quanto o clima que experimentamos na Terra, o clima espacial pode interromper os sinais de comunicação, astronautas e satélites em órbita, ou mesmo redes de energia.

p A capacidade de prever e prever o clima espacial - assim como fazemos com o clima terrestre - é crítica para mitigar esses impactos, e modelos como o da Ciência Preditiva são ferramentas essenciais nesse esforço.

p Os eclipses oferecem uma oportunidade única para os pesquisadores testarem seus modelos. Ao comparar a previsão de corona do modelo com as observações durante o eclipse em si, eles poderiam avaliar e melhorar o desempenho de seus modelos.

p O modelo que a equipe da Predictive Science usou para o eclipse de agosto de 2017 foi o mais complexo em duas décadas de previsão do eclipse.

p Maior complexidade exige mais horas de computação, e cada simulação exigiu milhares de processadores e levou cerca de dois dias em tempo real para ser concluída. O grupo de pesquisa executou seu modelo em vários supercomputadores, incluindo instalações na Universidade do Texas no Texas Advanced Computer Center de Austin; o San Diego Supercomputer Center da University of California San Diego; e o supercomputador Pleiades nas instalações de Supercomputação Avançada da NASA no Ames Research Center da NASA no Vale do Silício, Califórnia.

p Além dos mapas do SDO do campo magnético do Sol, o modelo usou observações SDO de proeminências - estruturas semelhantes a cobras feitas de material solar denso que se projeta da superfície do Sol. As proeminências se formam em partes estressadas do campo magnético, onde é enrolado em uma corda e capaz de entrar em erupção se for enrolado.

p Os pesquisadores também incluíram novos cálculos para aquecimento coronal. Ainda não entendemos como a corona brilha acima de 2 milhões de graus Fahrenheit, enquanto apenas 1, 000 milhas abaixo, a superfície subjacente ferve em uma temperatura agradável de 10, 000 F. Uma teoria propõe ondas eletromagnéticas - chamadas de ondas de Alfvén - lançadas da superfície agitada do Sol para a corona, partículas de aquecimento à medida que se propagam para fora, um pouco como as ondas do oceano empurram e aceleram os surfistas em direção à costa.

p Considerando as proeminências e essas pequenas - mas numerosas - ondas, os cientistas esperavam pintar um retrato cada vez mais detalhado do comportamento complexo da coroa.

p Depois do eclipse, o grupo descobriu que sua previsão tinha uma semelhança impressionante com a de 21 de agosto, 2017, corona, embora o modelo não tenha muitas estruturas mais finas. Tanto a previsão quanto as fotos tiradas no dia do eclipse mostram três serpentinas de capacete - imensas, Estruturas em forma de pétalas que se formam em uma rede de loops magnéticos. A força da comparação apóia os avanços do novo modelo.

p Os cientistas sempre souberam que os campos magnéticos torcidos subjacentes às proeminências são uma parte importante do Sol, mas os modelos anteriores da equipe não eram sofisticados o suficiente para refletir isso. O mesmo é verdade para as ondas que aquecem a coroa. "Em algum sentido, o desempenho do modelo nos diz que o novo modelo de aquecimento está indo na direção certa, "Miki? Disse." Certamente está mostrando melhores resultados. Devemos buscar e refinar ainda mais. "

p No ramo de previsões de eclipses, ajuda quando o sol está quieto, ou menos ativo. Em agosto de 2017, o Sol estava em uma dessas fases silenciosas, movendo-se firmemente em direção a um período de baixa atividade solar em seu ciclo de aproximadamente 11 anos.

p Os cientistas alimentaram seu modelo com dados de campo magnético coletados do lado do Sol voltado para a Terra nos 27 dias anteriores - o tempo que o Sol leva para completar uma rotação completa - já que atualmente não têm uma maneira de observar todo o solar esférico superfície de uma vez. Com essa abordagem, medições feitas no início do período de 27 dias - de partes da superfície do Sol que posteriormente giraram em direção à parte de trás onde não podem mais ser vistas - têm maior probabilidade de ficar desatualizadas do que as feitas no final. Mas em tempos de diminuição da atividade solar, o campo magnético não muda rapidamente, portanto, mesmo dados de 27 dias são úteis.

p Uma discrepância entre a previsão e as observações é uma característica mais estreita, chamado de pseudostreamer, que jorra do canto superior direito do Sol. Os pesquisadores determinaram que seu modelo não atingiu o pseudo-mostrador porque o campo magnético mudou naquela região específica durante a coleta de dados. A previsão de um modelo diferente capturou com sucesso este pseudoestrela, Miki? disse, porque parece ter estimado o campo magnético com mais precisão lá.

p "A maior coisa que tirei disso é que eles têm um modelo sofisticado que parece bom, mas eles são limitados por suas observações, "disse Alex Young, um cientista solar no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, que não estava envolvido com o estudo. "O que falta ao modelo é a mudança do Sol, e isso é algo que eles não podem lidar sem observações suficientes dos lugares certos. "

p Testar um modelo como este apóia tão completamente a ideia de que, com mais dados e diversos pontos de vista, os cientistas podem calcular melhor a dinâmica mais precisa do Sol - e, em última análise, melhorar sua capacidade de prever eventos climáticos espaciais que podem interferir na tecnologia e nos astronautas no espaço.

p Pouco menos de um ano depois de milhões terem visto a coroa durante o eclipse total, em 12 de agosto, 2018, A NASA lançou a Parker Solar Probe em seu caminho para realmente voar através da coroa, indo mais perto do Sol do que qualquer outra nave antes.

p A Parker Solar Probe enviará de volta para a Terra observações de dentro da própria corona, que os pesquisadores podem adicionar aos seus modelos, preenchendo lacunas de conhecimento crucial na física complicada da corona.

p Miki? ditos modelos como os deles podem complementar a missão contextualizando a jornada da espaçonave através da coroa. Os cientistas nunca trabalharam com dados coletados tão perto do sol. Ao modelar a corona inteira - o quadro geral - os pesquisadores fornecerão uma perspectiva crucial sobre os arredores de Parker enquanto se aventura em um território totalmente inexplorado.

p "Esta é uma ciência incrível para a Parker Solar Probe e, a partir do eclipse, que compartilha um propósito principal, "disse Thomas Zurbuchen, administrador associado na sede da NASA em Washington. "Além da ciência, trata-se de realmente avançar nossa compreensão e capacidade de prever o clima espacial, um grande impacto que podemos ter na NASA. "