Nowa symulacja Słońca pozwala na badanie procesów w różnej skali

56f53cac35751

Zespół naukowców z USA, Chin i Japonii opracował symulację komputerową Słońca, która jest w stanie odtworzyć zarówno procesy wielkoskalowe jak i te zachodzące w małej skali. W najnowszym artykule opublikowanym w periodyku Science naukowcy opisują zasady działania nowej symulacji i uzasadniają dlaczego wydaje im się, że pozwoli ona zmierzyć się z najważniejszymi pytaniami heliofizyki.

Przez lata naukowcy opracowywali wiele narzędzi pozwalających badać w jaki sposób działa Słońce. W ostatnich latach opracowano także wiele symulacji, których celem było odtworzenie aktywności Słońca, włącznie z 11-letnim cyklem prowadzącym do odwrócenia pola magnetycznego. Jednak tego typu symulacje zawsze dzielono na dwie kategorie: symulacje odtwarzające procesy wielkoskalowe oraz te odtwarzające stosunkowo niewielkie procesy. Celem zatem stało się połączenie obu kategorii symulacji w jedną, która pozwoliłaby kompleksowo badać aktywność słoneczną i odpowiedzieć na pytanie w jaki sposób Słońce jest w stanie utrzymać stałe wielkoskalowe pole magnetyczne pomimo faktu, że w mniejszej skali dostrzegamy tylko chaos na powierzchni Słońca. W tym ostatnim zadaniu naukowcom najprawdopodobniej udało zbliżyć się do celu poprzez opracowanie nowego typu symulacji Słońca, która obejmuje procesy zachodzące zarówno w wielkiej jak i małej skali.

Aby stworzyć nową symulację naukowcy wykorzystali narzędzia matematyczne do zminimalizowania dyfuzyjności w małej skali (parametrów używanych do opisywania jak Słońce działa jako całość), co pozwoliło na zminimalizowanie ich wpływu na mechanizmy, w których Słońce wytwarza pole elektromagnetyczne. To pozwoliło na stworzenie nowych obrazów Słońca.

Radialne pole magnetyczne w odległości r=0,92R, gdzie R to promień Słońca, Źródło: Hideyuki Hotta, Chiba University
Radialne pole magnetyczne w odległości r=0,92R, gdzie R to promień Słońca, Źródło: Hideyuki Hotta, Chiba University

Jak dotąd symulacja nie odpowiedziała na pytanie jak Słońce jest w stanie utrzymać swoje wielkoskalowe pole magnetyczne, jednak naukowcy przypuszczają, że odpowiadają za to silne pola magnetyczne o niskiej lepkości w małej skali, które tłumią widoczny chaos i tym samym pozwalają na utrzymanie dużego pola w większej skali. Zespół naukowców ma nadzieję wykorzystać swoją nową symulację do lepszego zrozumienia 11-letniego cyklu i jego istotną rolę w emitowaniu cząsteczek, które mogą powodować zakłócenia satelitów i urządzeń elektrycznych na Ziemi.

Więcej informacji:

Źródło: phys.org

Komentarze

comments