Il 14 dicembre 2020, l'ombra della Luna corse su Cile e Argentina, gettando in breve un sottile nastro di terra, oscurità di mezzogiorno.

Quelli nel percorso di questa eclissi solare totale hanno intravisto il sistema solare in movimento. Durante un'eclissi solare, la Luna si incrocia tra il Sole e la Terra, coprendo il volto luminoso del Sole. Tempo permettendo, un'eclissi totale rivela il Sole altrimenti nascosto, alone bianco perla di un'atmosfera, chiamato corona.

Una settimana prima, un gruppo di scienziati ha predetto come sarebbe apparsa la corona durante questa particolare eclissi. La corona si sposta in risposta al campo magnetico in evoluzione del Sole. I gas supercaldi, noti come vento solare, spirano dalla corona e attraversano il sistema solare. Questo flusso modella le condizioni nello spazio note come tempo spaziale. La modellazione della corona è una parte fondamentale della comprensione e alla fine della previsione del tempo spaziale, che colpisce gli astronauti, satelliti, e la tecnologia di tutti i giorni, come radio e GPS.

Prevedere quando e dove si verificherà un'eclissi solare totale è facile. Ma prevedere l'aspetto della corona è molto più difficile, poiché il campo magnetico del Sole è così vasto e complicato. Confrontando le previsioni della corona con le fotografie di eclissi dal suolo, i ricercatori possono testare i loro modelli e identificare dove potrebbero essere migliorati.

Predictive Science Inc.—una società di ricerca privata con sede a San Diego, California, e supportato dalla NASA, la Fondazione Nazionale della Scienza, e l'Ufficio per la ricerca scientifica dell'aeronautica, che ha utilizzato i dati del Solar Dynamics Observatory della NASA, o SDO, per sviluppare la loro previsione. La divisione Advanced Supercomputing (NAS) della NASA presso l'Ames Research Center dell'agenzia nella Silicon Valley, California, supportato i calcoli, oltre alla National Science Foundation.

Il Sole è costantemente in ebollizione. Energia e campi magnetici si agitano attraverso la stella. Sapere dove vanno è la chiave per prevedere il comportamento del Sole, ma è una domanda difficile, come chiedere dove un chicco di riso salirà e cadrà in una pentola gorgogliante. Per adesso, il modello dei ricercatori si basa sulle mappe magnetiche della superficie del Sole di SDO per catturare come il campo magnetico modella la corona nel tempo.

Attualmente, il Sole sta diventando più attivo, che rende il compito più complicato. Quando il Sole è attivo, l'aspetto della corona può cambiare in pochi giorni. L'attività del Sole sale e scende nel corso del suo ciclo naturale di circa 11 anni. Il Sole ha superato il minimo solare a dicembre 2019, segnando la transizione verso un nuovo ciclo solare.

Quando arrivò l'eclissi del 14 dicembre, la corona era più nebbiosa e più calma del previsto. La previsione ha mostrato strutture definite, quale, pur trovandosi approssimativamente nel posto giusto, erano più definiti di quanto apparisse nella realtà.

"Con l'aumento dell'attività del Sole, è stato interessante vedere quanto è cambiato dal giorno dell'eclissi, "Ha detto il ricercatore di Predictive Science Cooper Downs.

Il campionamento dei dati potrebbe in parte spiegare le differenze. I dati del team includevano un forte hotspot di attività magnetica. Due settimane prima dell'eclissi, un brillamento solare e un'eruzione simile a un anemone sono esplosi da questo punto. Dopo, la regione si è indebolita, abbastanza perché quella parte della corona si allenti il ​​giorno dell'eclisse. Ma i dati del team non includevano il decadimento che seguì, quindi la previsione risultante aveva un campo magnetico più forte e una corona più definita su quel lato.

Una bolla da un'eruzione solare, chiamata espulsione di massa coronale, è anche visibile in basso a sinistra della corona, un altro segno dell'attività nascente del Sole. L'eruzione sembra essere scoppiata dal Sole poche ore prima dell'eclissi.

Le osservazioni di Solar Orbiter potrebbero aiutare a migliorare questi modelli. Attualmente, i ricercatori sono limitati alle misurazioni dalla prospettiva della Terra nel piano dell'eclittica:la cintura dello spazio, approssimativamente allineato con l'equatore del Sole, attraverso cui orbitano tutti i pianeti. Quando Solar Orbiter, lanciato nel febbraio 2020, ottiene misurazioni del campo magnetico in altri luoghi, ed eventualmente, ai poli nord e sud del Sole, i ricercatori avranno una visione più completa della nostra stella.

Il gruppo di ricerca ha prodotto una previsione per ogni eclissi negli ultimi anni, apportando modifiche e miglioramenti ogni volta. Nel 2017, hanno anche usato i dati della NASA e il supercomputer Pleiades ad Ames per prevedere l'aspetto della corona durante il 21 agosto, Eclissi del 2017 negli Stati Uniti. Le osservazioni SDO di filamenti, strutture simili a serpenti sulla superficie del Sole, hanno contribuito a perfezionare il modello. Per un'eclissi del 2019, i ricercatori hanno migliorato la loro modellazione del campo magnetico del Sole ai poli, che influenza fortemente la forma della corona durante il minimo solare.

Un cambiamento che hanno fatto quest'anno è un modello più preciso delle temperature nella corona. Invece di rendere il materiale solare caricato elettricamente nella loro simulazione tutto un'unica temperatura uniforme, consentono temperature separate per diversi tipi di particelle. Dopo l'eclissi, il gruppo confronterà il proprio modello con la realtà e continuerà ad adattare la simulazione.

"Ci siamo messi in gioco per portare avanti il ​​modello, " Downs ha detto. Le discrepanze tra la previsione e la realtà dimostrano quanto siano importanti le eclissi per i modellisti, Egli ha detto. "Se non va d'accordo, questo ti dice solo quanto dobbiamo andare avanti."