Toen de zonsondergang op 2 juli naderde, 2019, duizenden langs een lint van land dat zich uitstrekte over Chili en Argentinië keken naar de lucht, wachtend op de schaduw van de maan om hen in tijdelijke duisternis te werpen. Ze wisten dat er een totale zonsverduistering zou komen, en telde de seconden af.

Maar een kleine groep wetenschappers keek gretig toe om een ​​andere reden. Ze hadden al een idee van hoe de zonsverduistering er zelf uit zou zien:met behulp van NASA-gegevens, ze voorspelden hoe de corona - de parelachtige buitenatmosfeer van de zon - daadwerkelijk vanaf de grond zou verschijnen. Ze waren ongeduldig om te zien hoe hun voorspelling stand hield.

Voorspellen waar en wanneer een totale zonsverduistering zal plaatsvinden, is eenvoudig. Maar verduisteringen zijn ook een kans om het vermogen te testen om veel complexere voorspellingen te doen van de steeds veranderende structuur van de corona, die superhete gassen - de zonnewind genoemd - door het hele zonnestelsel stuurt. Deze constante uitstroom vormt de dynamische ruimtecondities die we ruimteweer noemen. Het modelleren van de corona is een cruciaal onderdeel van het beter begrijpen en uiteindelijk voorspellen van ruimteweer, die satellieten beïnvloedt, astronauten, en alledaagse technologie, zoals radio en gps.

Door hun voorspelling te vergelijken met eclipsfoto's vanaf de grond, de onderzoekers konden de prestaties van hun modellen beoordelen en verbeteren. Hun voorspellingen stelden sommige eclipswetenschappers ook in staat om de doelen van hun experimenten van tevoren te focussen.

Predictive Science Inc.—een particulier onderzoeksbureau op het gebied van computationele fysica, gevestigd in San Diego, Californië, en ondersteund door NASA, de National Science Foundation en het Air Force Office of Scientific Research - gebruikten gegevens van NASA's Solar Dynamics Observatory, of SDO, om hun voorspelling te ontwikkelen. Over ongeveer twee dagen, de groep voerde het model voornamelijk uit op de Pleiades-supercomputer bij de Advanced Supercomputing-divisie van NASA in het Ames Research Center van het bureau in Silicon Valley, Californië.

Hun model gebruikt SDO's metingen van magnetische velden op het oppervlak van de zon om te voorspellen hoe het magnetische veld de corona in de loop van de tijd vormt. De versie van dit jaar was een verfijning van het complexe numerieke model dat de groep gebruikte om de zonsverduistering in augustus 2017 te voorspellen.

De voorspelling van de onderzoekers voor 2019 toont een vage corona, met twee brede, wazige wimpels tegenover elkaar, en kleinere pluimen die uit de magnetische noord- en zuidpolen ontspruiten. Het gebrek aan definitie van de gesimuleerde corona is waarschijnlijk een gevolg van de huidige toestand van het magnetische veld van de zon, die karakteristiek zwakker is tijdens zijn huidige mars naar het zonneminimum, de relatieve stilte in zijn natuurlijke 11-jarige cyclus, zei Predictive Science-onderzoeker Cooper Downs.

"Ik ben opgewonden, ' zei Downs na de zonsverduistering. 'De zon werkte mee, en de streamers zaten op de goede plek. Natuurlijk, als wetenschapper, Ik kijk nu al naar de details die we fout hebben gedaan en waar we kunnen verbeteren. Maar het is fantastisch om te zien dat er wetenschappelijke kwaliteitsmetingen zullen zijn waarmee we in detail kunnen vergelijken, en veel te leren van die vergelijking."

Downs voelde zich zelfverzekerd nadat zijn team op 25 juni hun definitieve voorspelling van de zonsverduistering had gepubliceerd. een week voor de zonsverduistering:Tijdens het zonneminimum, de zon evolueert langzaam, en het team had het voordeel van solide realtime observaties waarop ze hun modellen konden baseren.

Dit jaar, het team concentreerde zich gedeeltelijk op het verbeteren van hun modellering van het polaire magnetische veld van de zon, die de vorm van de corona sterk beïnvloedt tijdens het zonneminimum. Wetenschappers gebruiken modellen om het magnetische veld aan de polen van de zon te schatten, omdat ze daar momenteel geen metingen hebben.

De resulterende voorspelling had fijne straalachtige kenmerken, schieten uit de noord- en zuidpool van de zon als piekerige haren. De Solar Orbiter van de European Space Agency, gepland voor lancering in 2020, heeft u een uniek zicht op de palen, een belangrijke leemte opvullen in ons begrip van de zon.

Een ander ruimtevaartuig scheert al door de corona, op zoek naar een antwoord op fundamentele vragen over de zon, zoals waarom de corona veel oplaait, veel heter dan het zonneoppervlak eronder, of wat de zonnewind tot supersonische snelheden drijft.

NASA's Parker Solar Probe voltooide zijn tweede dichte nadering van de zon in april, en bereidt zich voor op een volgende in september. Overuren, Parker Solar Probe centimeters dichter bij onze ster, het verzamelen van waardevolle gegevens die hand in hand gaan met zonnemodellen. Predictive Science maakt ook voorspellingen van wat het ruimtevaartuig ziet tijdens zonnevluchten.

"Elke keer dat Parker een perihelium maakt, we krijgen metingen van het magnetische veld, plasma- en zonnewindsnelheid, Downs zei. Goede observaties verbeteren modellen en vice versa. "Modellen zullen een essentiële manier zijn om die gegevens te interpreteren, en deze gegevens zullen essentieel zijn voor het beperken en verfijnen van de modellen."