Afprøvning af solens fysik med en ny magnetisk feltsimulering

Solforskere har udtænkt en ny, mere omfattende måde at vise stjernens magnetfelt på, der styrer midten af ​​vores astrale kvarter.

Selvom det er 149,6 millioner kilometer væk fra det sted, hvor du læser dette, solen påvirker næsten alle aspekter af det jordbundne liv. Derfor er det vigtigt at forbedre vores forståelse af, hvordan stjernen fungerer. Det er ikke kun livet her på Jorden påvirket, som 11-årig cyklus påvirker solens magnetfelt processer i vores atmosfære og andre planets, og andre steder i rummet.

Her på Jorden har vi været i stand til at simulere mange af solens elektromagnetiske fysikprocesser, men indtil nu har simuleringerne enten været nødt til at fokusere på solen tæt på, eller en i stor skala. Hvad der sker i solens små kaotiske felter er blevet gengivet, som på makroniveau, men at forene de to har hidtil vist sig uopnåeligt.

Forestil dig, at du driver en restaurant. Forestil dig nu, at i dit hovedkontor, du har kun plads til at tale med en leder ad gangen. På en given nat på et givet tidspunkt, du kan kun lære, hvad der foregår i hovedspisesalen fra lederen foran huset, eller du kan lære, hvad der foregår i køkkenet fra chefkokken. Men aldrig at kunne tale med begge mennesker på samme tid betyder, at du aldrig helt får et præcist helhedsbillede. Det er ikke en perfekt metafor, men solforskere har håndteret en lignende frustration, når de forsøger at simulere solens fysik.

Forskere har været i stand til at rode med matematikken (det er et teknisk udtryk) og reducere de små diffusiviteter, en parameter i plasmafysikken, der dikterer, hvordan solen fungerer. Dette havde en minimerende indvirkning på dynamoeffekten, den geofysiske teori, hvormed solen genererer et elektromagnetisk felt.

Yderligere reducere diffusiviteterne, som beskrevet i en ny artikel i tidsskriftet Science, lad teamet oprette hi-res simuleringer, der kan gengive den store og lille fysik samtidigt.

Ud over problemets rene matematik, bedre forståelse for fysikken i solens magnetfelt kunne give oplysninger, der er nyttige i telekommunikation, atmosfærisk videnskab og rumrejser.

Solen startede med omkring 10 milliarder års brændstof, og har brændt i omkring 4,5 milliarder år indtil nu. Det betyder, at vi har lidt mere end 5 milliarder år til at gå, før vores sol ekspanderer til en rød kæmpe som en del af dens dødscyklus.