Forskere kaster nyt lys over soludbrud

Plasmaastrofysikere ved KU Leuven har skabt den første selvkonsistente simulering af de fysiske processer, der opstår under et soludbrud. Forskerne brugte flamske supercomputere og en ny kombination af fysiske modeller.

Soludbrud er eksplosioner på Solens overflade, der frigiver en enorm mængde energi, svarende til en trillion 'Little Boy'-atombomber, der eksploderer på samme tid. I ekstreme tilfælde, soludbrud kan deaktivere radioforbindelser og kraftværker på jorden, men de er også grundlaget for fantastiske rumvejrsfænomener. Nordlyset, for eksempel, er knyttet til et soludbrud, der forstyrrer Solens magnetfelt i en sådan grad, at en boble af solplasma kan undslippe fra Solens atmosfære.

Unik simulering

Takket være satellitter og solteleskoper, vi forstår allerede ret meget om de fysiske processer, der finder sted under et soludbrud. For én ting, vi ved, at soludbrud omdanner energi fra magnetiske felter til varme, lys og bevægelsesenergi meget effektivt.

I naturvidenskabelige lærebøger, disse processer er almindeligvis visualiseret som standard 2-D solar flare model. Detaljerne i denne illustration, imidlertid, er aldrig blevet bekræftet. Dette skyldes, at det er en kæmpe udfordring at skabe en fuldstændig konsistent simulering, givet, at både makroskopiske effekter (vi taler flere titusindvis af kilometer her:større end Jorden) og mikroskopisk partikelfysik skal tages i betragtning.

Forskere ved KU Leuven har nu været i stand til at lave en sådan simulering. Som en del af hans doktorgradsforskning, Wenzhi Ruan arbejdede på simuleringen sammen med sine kolleger i teamet af professor Rony Keppens ved KU Leuvens Institut for Plasma Astrofysik. Forskerne brugte flamske supercomputeres regnekraft samt en ny kombination af fysiske modeller, hvor de mikroskopiske effekter af accelererede ladede partikler blev taget i betragtning i en makroskopisk model.

Fra lærebogsillustration til selvkonsistent model

"Vores arbejde gør det også muligt at beregne energikonverteringseffektiviteten af ​​et soludbrud, " Professor Rony Keppens forklarer. "Vi kan beregne denne effektivitet ved at kombinere styrken af ​​Solens magnetfelt ved fødderne af blusset med den hastighed, hvormed disse fødder bevæger sig. Hvis vi kan afslutte vores observationer i tide, det er, fordi alt sker inden for et tidsrum på ti sekunder til et par minutter."

"Vi konverterede resultaterne af den numeriske simulering til virtuelle observationer af et soludbrud, hvorved vi efterlignede teleskoper i alle relevante bølgelængder. Dette gjorde det muligt for os at opgradere standard solar flare model fra en lærebogsillustration til en faktisk model."