Voici comment les prédictions de la couronne du soleil lors de l'éclipse de 2024 se sont déroulées

Pour la plupart des gens sur Terre, la vue spectaculaire de la couronne solaire enflammée ne peut être observée qu'à l'occasion d'une éclipse solaire totale. Mais même avant l'événement astronomique largement observé du 8 avril, des chercheurs chez Predictive Science Inc. à San Diego avaient une idée de ce que les amateurs d'éclipses verraient lorsqu'ils regarderaient vers le ciel (SN: 4/8/24).

Depuis 1994, cette entreprise privée crée des simulations informatiques sophistiquées de l'atmosphère dynamique et magnétisée du soleil pour les scientifiques qui souhaitent mieux comprendre l'évolution de l'atmosphère. Ces simulations intègrent des informations continuellement mises à jour sur la couronne pour fournir des prévisions de son apparence pendant les éclipses.

De telles prédictions sont extrêmement importantes pour "nos collègues qui étudient la couronne", dit Cooper Downs, un astrophysicien de l'entreprise. "Cela peut aider à planifier en disant : 'D'accord, ce courant est dans la prédiction, peut-être que nous devrions pointer nos instruments là-bas’”.

Quelques minutes avant l'événement du 8 avril, la société a publié sa dernière prédiction pour cette éclipse (bien que le modèle ait continué à fonctionner avec de nouvelles données pendant deux semaines après). Cette prédiction a bien cerné l'apparence de la couronne, bien que pas tout à fait parfaitement, prévoyant plusieurs longs courants qui ont fini à des endroits légèrement différents dans la réalité. Les observateurs ont tout de même pu obtenir de bonnes données, dit Downs, car ils se sont appuyés sur d'autres sources telles que l'imagerie satellite pour planifier et se sont concentrés sur les courants larges et stables.

Il n'était cependant pas déçu par les imperfections du modèle. Cela indique simplement, dit-il, la nécessité d'observations plus holistiques du soleil.

Les éclipses solaires totales offrent une occasion rare d'obtenir plus d'informations sur la couronne du soleil, dit Downs. "Quand la lune est devant le soleil, c'est comme le parfait occulteur."

Ensemble, les observations et les simulations rapprochent les chercheurs de la compréhension des mystères de longue date comme pourquoi la couronne, à une température incandescente d'un million de degrés Celsius environ, est beaucoup plus chaude que la surface qui est d'environ 5 500° C (SN: 8/20/17). Ils sont également essentiels pour prévoir les événements météorologiques spatiaux où le soleil émet des radiations et des particules chargées qui peuvent perturber les communications par satellite et affecter les équipements électroniques sur notre planète.

Actuellement, les prévisions météorologiques spatiales sont bien pires que les prévisions météorologiques terrestres. "Ce n'est même pas comparable", dit Downs.

Beaucoup de cela est dû à des données limitées. Les chercheurs en atmosphère ont accès à des stations météorologiques et des ballons partout sur Terre, tandis que ceux qui étudient notre étoile locale ont principalement une seule vue bidimensionnelle du soleil à tout moment. À partir de cette perspective limitée, les scientifiques solaires tentent de recréer la structure tridimensionnelle complète de la couronne et d'inférer des choses comme sa température, sa densité, ses flux sortants et sa structure magnétique.

Pour voir la couronne floue, les chercheurs doivent atténuer la brillance du soleil. Ils peuvent le faire avec un coronographe artificiel, un disque opaque à l'intérieur d'un télescope qui bloque le soleil et une partie de l'espace autour de lui pour rendre son atmosphère visible. Mais pendant une éclipse, les instruments peuvent voir la totalité de la couronne de la surface du soleil vers l'extérieur. Et l'ombre étendue de la lune assombrit tout le ciel, ce qui rend plus facile de voir les caractéristiques faibles de la couronne.

Créer des prévisions sur l'apparence de la couronne pendant une éclipse est une partie importante de la validation des modèles informatiques de fonctionnement de la couronne, dit Chip Manchester, un physicien solaire de l'Université du Michigan à Ann Arbor qui crée également de telles simulations. Si le modèle correspond aux observations, cela donne une assurance supplémentaire qu'il comprend correctement la physique sous-jacente.

En 2017, les prévisions pour l'éclipse solaire totale qui a balayé les États-Unis cette année-là (SN: 8/11/17) ont été facilitées par le fait que le soleil était proche du minimum solaire, un point bas de son cycle d'activité de 11 ans. Pendant le minimum solaire, le soleil est relativement stable, avec peu de changements soudains. Downs a pu présenter la prédiction de son entreprise sur l'apparence de la couronne sept jours avant l'éclipse. Les projections correspondaient assez bien à la réalité.

Cette année, le soleil se rapproche de la partie la plus active de son cycle : le maximum solaire. Et cela a beaucoup contribué au décalage entre la prédiction de l'éclipse et la réalité. Pendant le maximum solaire, le soleil est une tempête bouillonnante, avec des éruptions fréquentes jaillissant sans avertissement. Les informations sur les éruptions sur sa face arrière invisible ne pouvaient pas être intégrées dans les simulations jusqu'à ce que le soleil tourne et amène cette activité cachée en vue.

"Vous pouviez immédiatement voir : Oh non, il y a de nouvelles choses que le modèle n'a pas encore", dit Downs. "Il n'y a rien que nous puissions faire. Nous ne pouvons pas inventer des données."

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.