Ученые смогли предсказать солнечное затмение 21 августа 2017 года

14 августа 2017 года, всего за неделю до того, как Луна встанет в один ряд с Солнцем и Землей, весь мир уже был в предвкушении мимолетного шанса увидеть корону, — тонкую внешнюю атмосферу Солнца. Однако для группы ученых из Predictive Science Inc., — частной исследовательской компании в Сан-Диего ожидание было еще более интригующим: они заранее создали модель того, как будет выглядеть корона 21 августа, в день общего солнечного затмения. Соответствовало ли их предсказание (результат сложной числовой модели и десятков часов вычислений) реальной картине?

«Ожидая столь тотальные события, вы точно знаете, какова ваша модель и чего вы ожидаете на самом деле», — отметил исследователь предсказательной науки Зоран Мики. «В резульате того, что вы так много работаете с моделью и много раз видите предположительную картину будущего, это становится часть вашего сознания. Возможность допустить ошибку вызывает настоящую тревогу».

Для своих исследований ученые Predictive Science использовали данные обсерватории NASA Solar Dynamics или SDO, на основе которых они и разработали модель, имитирующую корону. Модель имитирует измерения магнитных полей на поверхности Солнца и позволяет предсказать каким образом магнитное поле формирует корону. Рработа была поддержана НАСА, Национальным научным фондом и Управлением научных исследований ВВС. Мики является ведущим автором статьи, опубликованной в Nature Astronomy 27 августа 2018 года.

Модель, которую команда предсказательной науки использовала для затмения в августе 2017 года, оказалась самой сложной за два десятилетия предсказаний затмений. Потребовались часы вычислений и тысячи специально запрограммированных обработчиков. Исследовательская группа управляла своей моделью с помощью нескольких суперкомпьютерах, включая объекты в Техасском университете, в Техасском компьютерном центре в Остине; Суперкомпьютерный центр в Сан-Диего в Калифорнийском университете в Сан-Диего; и суперкомпьютером Pleiades на суперсовременном объекте NASA в исследовательском центре Ames NASA в Силиконовой долине, штат Калифорния.

В дополнение к картам SDO магнитного поля Солнца модель использовала наблюдения SDO протуберанцев — змеевидные структуры из холодного, плотного солнечного материала, выходящего с поверхности Солнца. Проявления формируются в напряженных частях магнитного поля, где он скручивается в нити и способен извергаться. Исследователи также включили новые расчеты для коронарного нагрева.

Ученые предоставили свою модель с данными магнитного поля, на основании данных собранных с поверхности Солнца в течение предшествующих 27 дней — времени, которое требуется Солнцу для завершения одного полного вращения. В итоге ученые выявили всего лишь одно несоответствие между из моделью и наблюдениями — так называемый псевдостример. Исследователи определили, что их модель пропустила псевдостример, потому что магнитное поле изменилось в этой конкретной области во время сбора данных. Однако в другой модели данный недостаток был уже учтен.