Spoiler-alarm:Computersimuleringer giver forhåndsvisning af den kommende formørkelse

Et forskerhold fra Predictive Science Inc. (PSI) brugte Stampede2-supercomputeren på University of Texas i Austins Texas Advanced Computing Center (TACC) til at forudsige solens korona under den kommende formørkelse. Resultaterne kaster lys over, hvordan solformørkelsen kan se ud 21. august, når den vil være synlig over store dele af USA, sporing af et 70-mile bredt bånd på tværs af 14 stater.

Ud over deres sjældenhed, solformørkelser hjælper astronomer med bedre at forstå solens struktur, indre funktioner og det rumvejr, det genererer.

Forskerne gennemførte en række meget detaljerede solsimuleringer, der var tidsbestemt til tidspunktet for formørkelsen ved hjælp af TACCs Stampede2, Komet ved San Diego Supercomputer Center, og NASAs Pleiades supercomputer. De modellerede solens overflade og forudsagde, hvordan solkoronaen – auraen af ​​plasma, der omgiver solen og strækker sig millioner af kilometer ud i rummet – vil se ud under denne formørkelse.

"Avancerede beregningsressourcer er afgørende for at udvikle detaljerede fysiske modeller af solkoronaen og solvinden, " sagde Jon Linker, præsident og seniorforsker i PSI. "Væksten i kraften af ​​disse ressourcer i de seneste år har ført til en stigning i ikke kun opløsningen af ​​disse modeller, men den sofistikerede måde, modellerne også behandler de underliggende fysiske processer på."

Forskernes computersimuleringer blev konverteret til videnskabelige visualiseringer, der tilnærmer, hvad det menneskelige øje kan se under solformørkelsen.

Simuleringerne er blandt de største forskergruppen har udført, bruger 65 millioner gitterpunkter for at give stor nøjagtighed og realisme.

Holdet brugte data indsamlet af Helioseismic og Magnetic Imager ombord på NASA's Solar Dynamics Observatory og en kombination af magnetfeltkort, solrotationshastigheder og matematiske modeller for, hvordan magnetohydrodynamik (samspillet mellem elektrisk ledende væsker såsom plasmaer og magnetiske felter) påvirker koronaen.

Forudsigelser om koronaens udseende under et formørkelsestestkompleks, tredimensionelle beregningsmodeller af solen mod synlig virkelighed.

At gøre det forbedrer nøjagtigheden af ​​forudsigelse af rumvejr, som kan have vigtige praktiske konsekvenser. Hvis en kraftig solstorm, såsom Carrington-begivenheden i 1859 - der førte til nordlys så langt sydpå som Caribien og fik telegrafer til at kortslutte og antænde - skulle ramme Jorden i dag, det ville forårsage mere end 2 billioner dollars i skader, ifølge en rapport fra National Academy of Sciences.

At forudsige ankomsten af ​​en sådan solstorm på forhånd vil gøre det muligt for embedsmænd at tage den mest kritiske elektroniske infrastruktur offline og begrænse stormens påvirkning. Men at gøre det kræver at forstå, hvordan solens synlige overflade (koronaen) forholder sig til de masseudslip af plasma, der forårsager rumvejr.

"Med evnen til mere præcist at modellere solplasmaer, forskere vil være i stand til bedre at forudsige og reducere virkningerne af rumvejr på vigtige dele af infrastrukturen, der driver nutidens digitale verden, " sagde Niall Gaffney, en tidligere Hubble Space Telescope-forsker og direktør for dataintensiv computing hos TACC.