Ecco come sono andate le previsioni della corona del sole durante l'eclissi del 2024

Per la maggior parte delle persone sulla Terra, lo spettacolare spettacolo della fiammeggiante corona solare può essere visto solo durante un'eclissi solare totale. Ma anche prima dell'evento astronomico ampiamente osservato l'8 aprile, i ricercatori di Predictive Science Inc. a San Diego avevano un'idea di ciò che gli appassionati di eclissi avrebbero visto guardando verso il cielo (SN: 4/8/24).

Dal 1994, l'azienda privata crea sofisticate simulazioni al computer dell'atmosfera dinamica e magnetizzata del sole per gli scienziati che vogliono capire meglio l'evoluzione dell'atmosfera. Queste simulazioni incorporano informazioni continuamente aggiornate sulla corona per fornire previsioni della sua comparsa durante le eclissi.

Queste previsioni sono molto importanti per “i nostri colleghi che stanno studiando la corona”, dice Cooper Downs, un astrofisico dell'azienda. “Può aiutare con la pianificazione a dire: 'Ok, questo getto è nella previsione, forse dovremmo puntare i nostri strumenti lì.'”

Alcuni minuti prima dell'evento dell'8 aprile, l'azienda ha pubblicato la sua previsione finale per quell'eclissi (sebbene il modello sia continuato a funzionare con nuovi dati per due settimane dopo.) Quella previsione ha avvicinato abbastanza fedelmente l'aspetto della corona, pur non essendo perfetta, prevedendo diversi flussi lunghi che alla fine si sono trovati in punti leggermente diversi nella realtà. Gli osservatori sono comunque riusciti a ottenere buoni dati, dice Downs, poiché si sono basati su altre fonti come le immagini satellitari per la pianificazione e si sono concentrati su getti grandi e stabili.

Comunque, non era deluso dalle imperfezioni del modello. Semplicemente sottolinea, dice, la necessità di osservazioni più olistiche del sole.

Le eclissi solari totali offrono una rara opportunità per ottenere più informazioni sulla corona solare, dice Downs. “Quando la luna è di fronte al sole, è come l'oscuratore perfetto”.

Insieme, le osservazioni e le simulazioni avvicinano i ricercatori alla comprensione di misteri di lunga data come perché la corona, a un rovente milione o più di gradi Celsius, è molto più calda rispetto alla superficie di circa 5.500° C (SN: 20/08/17). Sono anche fondamentali per la previsione di eventi meteo spaziali in cui il sole emette radiazioni e particelle cariche che possono disturbare le comunicazioni satellitari e influenzare le apparecchiature elettroniche sul nostro pianeta.

Attualmente, le previsioni meteorologiche spaziali sono molto peggiori di quelle meteorologiche terrestri. "Non ci si avvicina neanche", dice Downs.

Molto di ciò si riduce a dati limitati. I ricercatori atmosferici hanno accesso a stazioni meteorologiche e palloni in tutto il mondo, mentre coloro che studiano la nostra stella locale hanno principalmente una singola vista bidimensionale del sole in un dato momento. Da questa prospettiva limitata, gli scienziati solari cercano di ricreare la struttura tridimensionale completa della corona e inferire cose come la sua temperatura, densità, flussi e struttura magnetica.

Per vedere la corona nebbiosa, i ricercatori devono attenuare la brillantezza del sole. Possono farlo con un coronografo artificiale, un disco opaco all'interno di un telescopio che blocca il sole e parte dello spazio circostante per rendere visibile la sua atmosfera. Ma durante un'eclissi, gli strumenti possono vedere l'intera corona dalla superficie del sole verso l'esterno. E l'ombra estesa della luna offusca l'intero cielo, rendendo più facile vedere caratteristiche deboli nella corona.

Creare previsioni su come apparirà la corona durante un'eclissi è parte importante della validazione dei modelli al computer di come funziona la corona, dice Chip Manchester, un fisico solare dell'Università del Michigan ad Ann Arbor che crea anche tali simulazioni. Se il modello corrisponde alle osservazioni, fornisce un'ulteriore garanzia che sta ottenendo la fisica sottostante corretta.

Nel 2017, le previsioni per l'eclissi solare totale che ha attraversato gli Stati Uniti quell'anno (SN: 11/08/17) sono state aiutate dal fatto che il sole era vicino al minimo solare, un punto basso nel suo ciclo di attività di 11 anni. Durante il minimo solare, il sole è relativamente stabile, con cambiamenti improvvisi pochi e lontani tra loro. Downs è stato in grado di pubblicare la previsione della sua azienda su come apparirebbe la corona sette giorni prima dell'eclissi. Le proiezioni corrispondevano abbastanza fedelmente alla realtà.

Quest'anno, il sole si sta avvicinando alla parte più attiva del suo ciclo: il massimo solare. E ciò ha causato gran parte della discrepanza tra la previsione dell'eclissi e la realtà. Durante il massimo solare, il sole è una tempesta ribollente, con frequenti flare che scoppiano senza preavviso. Le informazioni sulle eruzioni sul suo lato invisibile non potevano essere incorporate nelle simulazioni fino a quando il sole non ha ruotato e portato quella attività nascosta in vista.

“Si poteva vedere immediatamente: Oh no, c'è qualcosa di nuovo che il modello non ha ancora”, dice Downs. “Non c'è nulla che possiamo fare. Non possiamo inventare dati”.

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.