• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Forskare använder NASA-data för att förutsäga utseendet den 14 december, 2020 förmörkelse

    Predictive Science Inc. förfinade sin modell för att förutsäga coronans utseende under den 14 december, 2020 total solförmörkelse. Modellens förutsägelse. De bubbelliknande resterna av en koronal massutkastning är synliga längst ner till vänster i koronan. Kredit:Vänster bild:Predictive Science Inc.; © 2020. Alla rättigheter reserverade.

    Den 14 december 2020, månens skugga rusade över Chile och Argentina, gjuter ett tunt band av land i korthet, mitt på dagen mörker.

    De som var i vägen för denna totala solförmörkelse skymtade solsystemet i rörelse. Under en solförmörkelse, månen korsar mellan solen och jorden, täcker solens ljusa ansikte. Om vädret tillåter, en total förmörkelse avslöjar solens annars dolda, pärlvit gloria av en atmosfär, kallas corona.

    En vecka innan, en grupp forskare förutspådde hur koronan skulle se ut under just denna förmörkelse. Koronan skiftar som svar på solens evolverande magnetfält. Superheta gaser – känd som solvinden – kommer från koronan och blåser genom solsystemet. Detta flöde formar förhållandena i rymden som kallas rymdväder. Att modellera koronan är en viktig del av att förstå och så småningom förutsäga rymdväder, som påverkar astronauter, satelliter, och vardagsteknik, som radio och GPS.

    Att förutsäga när och var en total solförmörkelse kommer att inträffa är lätt. Men det är mycket svårare att förutsäga coronas utseende, eftersom solens magnetfält är så stort och komplicerat. Genom att jämföra koronaförutsägelser med förmörkelsefotografier från marken, forskarna kan testa sina modeller och identifiera var de kan förbättras.

    Predictive Science Inc. – ett privat forskningsföretag baserat i San Diego, Kalifornien, och stöds av NASA, National Science Foundation, och Air Force Office of Scientific Research—använda data från NASA:s Solar Dynamics Observatory, eller SDO, att utveckla sin förutsägelse. NASA Advanced Supercomputing (NAS) Division vid byråns Ames Research Center i Silicon Valley, Kalifornien, stödde beräkningarna, förutom National Science Foundation.

    Solen kokar konstant. Energi och magnetfält cirkulerar genom stjärnan. Att veta vart de går är nyckeln till att förutsäga solens beteende, men det är en svår fråga – som att fråga var ett riskorn kommer att stiga och falla i en bubblande gryta. Tills vidare, forskarnas modell förlitar sig på SDO:s magnetiska kartor över solens yta för att fånga hur magnetfältet formar koronan över tid.

    För närvarande, solen blir mer aktiv, vilket gör uppgiften svårare. När solen är aktiv, coronans utseende kan förändras på bara några dagar. Solens aktivitet stiger och sjunker under loppet av sin naturliga cirka 11-åriga cykel. Solen passerade solminimum i december 2019, markerar övergången till en ny solcykel.

    När förmörkelsen den 14 december kom, Corona var disigare och lugnare än förutspått. Förutsägelsen visade definierade strukturer, som, medan ungefär ligger på rätt plats, var mer definierade än vad som visade sig i verkligheten.

    "När solens aktivitet ökar, det var intressant att se hur mycket som förändrades av förmörkelsens dag, ", sa Cooper Downs, forskare inom Predictive Science.

    Dataurval kan delvis förklara skillnaderna. Teamets data inkluderade en stark hotspot av magnetisk aktivitet. Två veckor före förmörkelsen, en solfloss och ett anemonliknande utbrott sprängdes från denna plats. Senare, regionen försvagades, tillräckligt för att den delen av koronan ska mattas av på dagen för förmörkelsen. Men teamets data inkluderade inte förfallet som följde, så den resulterande förutsägelsen hade ett starkare magnetfält och en mer definierad korona på den sidan.

    En bubbla från ett solutbrott, kallas en koronal massutkastning, är också synligt längst ner till vänster i koronan – ytterligare ett tecken på solens stigande aktivitet. Utbrottet verkar ha spruckit från solen några timmar före förmörkelsen.

    Observationer från Solar Orbiter kan hjälpa till att förbättra dessa modeller. För närvarande, forskare är begränsade till mätningar från jordens perspektiv i det ekliptiska planet - rymdens bälte, ungefär i linje med solens ekvator, som alla planeterna kretsar igenom. När Solar Orbiter, som lanserades i februari 2020, erhåller mätningar av magnetfältet på andra ställen, och slutligen, vid solens nord- och sydpoler, forskare kommer att få en mer heltäckande bild av vår stjärna.

    Forskargruppen har tagit fram en förutsägelse för varje förmörkelse de senaste åren, göra tweaks och förbättringar varje gång. Under 2017, de använde också NASA-data och Pleiades superdator i Ames för att förutsäga hur corona skulle uppträda under den 21 augusti, 2017 förmörkelse över hela USA. SDO-observationer av filament - ormliknande strukturer på solens yta - hjälpte till att förfina modellen. För en 2019 års förmörkelse, forskarna förbättrade sin modellering av solens magnetfält vid polerna, vilket starkt påverkar koronans form under solminimum.

    En förändring de gjorde i år är en mer exakt modell av temperaturerna i koronan. Istället för att göra det elektriskt laddade solmaterialet i sin simulering till en enda enhetlig temperatur, de tillåter separata temperaturer för olika typer av partiklar. Efter förmörkelsen, gruppen kommer att jämföra sin modell med verkligheten och fortsätta att justera simuleringen.

    "Vi satte oss där ute för att flytta modellen framåt, " sa Downs. Skillnader mellan förutsägelsen och den verkliga varan visar hur viktiga förmörkelser är för modellerare, han sa. "Om det inte stämmer bra, det säger bara hur mycket längre vi måste gå."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com