Así es como se realizaron las predicciones de la corona del sol durante el eclipse de 2024

Para la mayoría de las personas en la Tierra, la visión espectacular de la feroz corona del sol solo se puede presenciar durante un eclipse solar total. Pero incluso antes del evento astronómico ampliamente observado el 8 de abril, los investigadores de Predictive Science Inc. en San Diego tenían una idea de lo que los entusiastas del eclipse verían cuando miraran hacia el cielo (SN: 4/8/24).

Desde 1994, la empresa privada ha estado creando sofisticadas simulaciones por computadora de la atmósfera dinámica y magnetizada del sol para científicos que desean entender mejor la evolución de la atmósfera. Estas simulaciones incorporan información constantemente actualizada sobre la corona para proporcionar pronósticos de su apariencia durante los eclipses.

Estos pronósticos son extremadamente importantes para "nuestros colegas que están estudiando la corona", dice Cooper Downs, un astrofísico de la empresa. "Puede ayudar con la planificación al decir, 'Está bien, esta corriente está en la predicción, tal vez deberíamos apuntar nuestros instrumentos allí.'

Unos minutos antes del evento del 8 de abril, la empresa publicó su predicción final para ese eclipse (aunque el modelo continuó funcionando con nuevos datos durante dos semanas más). Esa predicción acertó bastante en la apariencia de la corona, aunque no fue perfecta, pronosticando varias corrientes largas que terminaron en lugares ligeramente diferentes en la realidad. Los observadores todavía pudieron obtener buenos datos, dice Downs, ya que confiaron en otras fuentes como imágenes de satélites para la planificación y se concentraron en corrientes grandes y estables.

Aún así, no se sintió decepcionado por las imperfecciones del modelo. Solo señala, dice, la necesidad de observaciones más holísticas del sol.

Los eclipses solares totales proporcionan una rara oportunidad para obtener más información sobre la corona del sol, dice Downs. "Cuando la luna está frente al sol, es como el ocultador perfecto."

En conjunto, las observaciones y simulaciones acercan a los investigadores a la comprensión de misterios persistentes como por qué la corona, a una temperatura abrasadora de un millón de grados Celsius aproximadamente, es mucho más caliente que la superficie que ronda los 5,500 ° C (SN: 8/20/17). También son crucial para prever eventos de clima espacial donde el sol emite radiación y partículas cargadas que pueden alterar las comunicaciones vía satélite y afectar el equipo electrónico de nuestro planeta.

Actualmente, las predicciones del clima espacial son mucho peores que las predicciones del clima terrestre. "No se acercan ni un poco", dice Downs.

Mucho de eso se debe a la falta de datos. Los investigadores atmosféricos tienen acceso a estaciones meteorológicas y globos en todo el planeta, mientras que aquellos que estudian nuestra estrella local principalmente tienen una sola vista bidimensional del sol en cualquier momento dado. Desde esta perspectiva limitada, los científicos solares intentan recrear la estructura tridimensional completa de la corona e inferir cosas como su temperatura, densidad, flujos y estructura magnética.

Para ver la corona brumosa, los investigadores necesitan atenuar el resplandor del sol. Pueden hacerlo con un coronógrafo artificial, un disco opaco dentro de un telescopio que bloquea el sol y parte del espacio a su alrededor para hacer visible su atmósfera. Pero durante un eclipse, los instrumentos pueden ver la totalidad de la corona desde la superficie del sol hacia afuera. Y la extensa sombra de la luna atenúa todo el cielo, facilitando la visión de características tenues en la corona.

Crear predicciones sobre cómo aparecerá la corona durante un eclipse es una parte importante para validar modelos informáticos de cómo funciona la corona, dice Chip Manchester, un físico solar de la Universidad de Michigan en Ann Arbor que también crea tales simulaciones. Si el modelo coincide con las observaciones, proporciona una seguridad adicional de que está obteniendo la física subyacente correcta.

En 2017, la predicción para el eclipse solar total que barrió Estados Unidos ese año (SN: 8/11/17) fue ayudada por el hecho de que el sol estaba cerca del mínimo solar, un punto bajo en su ciclo de actividad de 11 años. Durante el mínimo solar, el sol es relativamente estable, con cambios repentinos pocos y distantes entre sí. Downs pudo publicar la predicción de su empresa sobre cómo aparecería la corona siete días antes del eclipse. Las proyecciones coincidieron bastante bien con la realidad.

Este año, el sol se acerca a la parte más activa de su ciclo: el máximo solar. Y eso generó gran parte de la discrepancia entre la predicción del eclipse y la realidad. Durante el máximo solar, el sol es una tormenta en ebullición, con frecuentes llamaradas que estallan sin previo aviso. La información sobre las erupciones en su parte trasera invisible no pudo incorporarse a las simulaciones hasta que el sol giró y trajo esa actividad oculta a la vista.

"Puedes ver inmediatamente: Oh no, hay cosas nuevas que el modelo no tiene aún", dice Downs. "No hay nada que podamos hacer. No podemos inventar datos."

For the April eclipse, the company had access to extremely up-to-date information from NASA’s Solar Dynamics Observatory, which watches the sun from Earth orbit (SN: 4/21/10). The simulations got an extra boost from the European Space Agency’s Solar Orbiter, a satellite traveling around the sun that got to witness the eclipse while off to one side relative to our planet, taking magnetic readings and other data (SN: 2/9/20).

Ideally, Manchester says, solar scientists would have at least three spacecraft spaced equally apart in orbit around the sun. “Then you would see what’s coming around from the backside.”

That setup won’t be available for the foreseeable future. But ESA has plans to bolster its observations of the corona with the PROBA-3 mission, which will block out the sun’s central regions with a coronagraph to study its outer atmosphere and is expected to launch this year. In 2029, the agency will also send up the Vigil spacecraft, a space weather observatory that can watch potentially hazardous solar activity before it rolls into view from Earth.

Downs is already working with the PROBA-3 team to simulate how their views of the sun will look after launch and is hopeful that the satellite’s data will improve predictions for the next total solar eclipse, which will grace the Arctic and far-Western Europe two years from now. “We are definitely looking forward to 2026,” he says.