Em 14 de dezembro, 2020, a sombra da Lua percorreu o Chile e a Argentina, lançando uma fina faixa de terra em breve, escuridão do meio-dia.

Aqueles no caminho deste eclipse solar total vislumbraram o sistema solar em movimento. Durante um eclipse solar, a Lua se cruza entre o Sol e a Terra, cobrindo a face brilhante do sol. Se o tempo permitir, um eclipse total revela que o Sol está oculto, halo branco pérola de uma atmosfera, chamada de corona.

Uma semana antes, um grupo de cientistas previu como a coroa ficaria durante este eclipse em particular. A corona muda em resposta ao campo magnético solar em evolução. Gases superquentes - conhecidos como vento solar - sopram da coroa e uma brisa que atravessa o sistema solar. Esse fluxo molda as condições no espaço conhecidas como clima espacial. Modelar a corona é uma parte fundamental para compreender e, eventualmente, prever o clima espacial, que afeta os astronautas, satélites, e tecnologia cotidiana, como rádio e GPS.

É fácil prever quando e onde um eclipse solar total acontecerá. Mas prever a aparência da coroa é muito mais difícil, já que o campo magnético do Sol é tão vasto e complicado. Ao comparar as previsões da corona com as fotografias do eclipse do solo, os pesquisadores podem testar seus modelos e identificar onde podem ser melhorados.

Predictive Science Inc. - uma empresa privada de pesquisa com sede em San Diego, Califórnia, e apoiado pela NASA, a National Science Foundation, e o Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea - usaram dados do Observatório Solar Dynamics da NASA, ou SDO, para desenvolver sua previsão. A Divisão de Supercomputação Avançada da NASA (NAS) no Ames Research Center da agência no Vale do Silício, Califórnia, apoiou os cálculos, além da National Science Foundation.

O Sol está constantemente fervendo. A energia e os campos magnéticos se agitam na estrela. Saber para onde vão é a chave para prever o comportamento do Sol, mas é uma pergunta difícil - como perguntar onde um grão de arroz cresce e cai em uma panela borbulhante. Por enquanto, o modelo dos pesquisadores se baseia nos mapas magnéticos da superfície do Sol da SDO para capturar como o campo magnético molda a coroa ao longo do tempo.

Atualmente, o Sol está ficando mais ativo, o que torna a tarefa mais complicada. Quando o Sol está ativo, a aparência da corona pode mudar em apenas alguns dias. A atividade do Sol sobe e desce ao longo de seu ciclo natural de aproximadamente 11 anos. O Sol ultrapassou o mínimo solar em dezembro de 2019, marcando a transição para um novo ciclo solar.

Quando o eclipse de 14 de dezembro veio, a coroa estava mais turva e calma do que o previsto. A previsão mostrou estruturas definidas, que, embora esteja praticamente localizado no lugar certo, foram mais definidos do que o que parecia na realidade.

"Com a atividade do Sol aumentando, foi interessante ver o quanto mudou no dia do eclipse, "O pesquisador da Ciência Preditiva, Cooper Downs, disse.

A amostragem de dados pode explicar parcialmente as diferenças. Os dados da equipe incluíram um forte ponto de acesso de atividade magnética. Duas semanas antes do eclipse, uma explosão solar e uma erupção semelhante a uma anêmona explodiram deste local. Mais tarde, a região enfraqueceu, o suficiente para que essa parte da coroa diminua no dia do eclipse. Mas os dados da equipe não incluem a decadência que se seguiu, portanto, a previsão resultante tinha um campo magnético mais forte e uma coroa mais definida naquele lado.

Uma bolha de uma erupção solar, chamado de ejeção de massa coronal, também é visível na parte inferior esquerda da corona - outro sinal da atividade nascente do Sol. A erupção parece ter explodido do Sol algumas horas antes do eclipse.

As observações do Solar Orbiter podem ajudar a melhorar esses modelos. Atualmente, os pesquisadores estão limitados a medições da perspectiva da Terra no plano da eclíptica - o cinturão do espaço, aproximadamente alinhado com o equador do Sol, que todos os planetas orbitam. Quando Solar Orbiter, que foi lançado em fevereiro de 2020, obtém medições do campo magnético em outros lugares, e eventualmente, nos pólos norte e sul do Sol, os pesquisadores terão uma visão mais abrangente de nossa estrela.

O grupo de pesquisa produziu uma previsão para cada eclipse nos últimos anos, fazendo ajustes e melhorias a cada vez. Em 2017, eles também usaram dados da NASA e o supercomputador Pleiades em Ames para prever o aparecimento da coroa durante o dia 21 de agosto, Eclipse de 2017 nos Estados Unidos. As observações SDO de filamentos - estruturas semelhantes a cobras na superfície do Sol - ajudaram a refinar o modelo. Para um eclipse de 2019, os pesquisadores melhoraram sua modelagem do campo magnético do Sol nos pólos, que influencia fortemente a forma da coroa durante o mínimo solar.

Uma mudança que eles fizeram este ano é um modelo mais preciso das temperaturas na coroa. Em vez de tornar o material solar eletricamente carregado em sua simulação em uma única temperatura uniforme, eles permitem temperaturas separadas para diferentes tipos de partículas. Depois do eclipse, o grupo irá comparar seu modelo com a realidade e continuar a ajustar a simulação.

"Nós nos colocamos lá para fazer o modelo avançar, "Disse Downs. Discrepâncias entre a previsão e a realidade demonstram como os eclipses são importantes para os modeladores, ele disse. "Se não concordar bem, isso apenas mostra o quanto ainda temos que ir. "