Ny rumvejrmodel hjælper med at simulere magnetisk struktur af solstorme

Det dynamiske rummiljø, der omgiver Jorden - det rum, vores astronauter og rumfartøjer rejser igennem - kan rasle af enorme soludbrud fra solen, som spyr gigantiske skyer af magnetisk energi og plasma, en varm gas af elektrisk ladede partikler, ud i rummet. Magnetfeltet i disse soludbrud er vanskelige at forudsige og kan interagere med Jordens magnetfelter, forårsager rumvejreffekter.

Et nyt værktøj kaldet EEGGL - forkortelse for Eruptive Event Generator (Gibson og Low) og udtales "ørn" - hjælper med at kortlægge stierne for disse magnetisk strukturerede skyer, kaldet koronale masseudstødninger eller CME'er, før de når Jorden. EEGGL er en del af en meget større ny model af coronaen, solens ydre atmosfære, og det interplanetariske rum, udviklet af et team ved University of Michigan. Bygget til at simulere solstorme, EEGGL hjælper NASA med at studere, hvordan en CME kan rejse gennem rummet til Jorden, og hvilken magnetisk konfiguration den vil have, når den ankommer. Modellen er hostet af Community Coordinated Modeling Center, eller CCMC, på NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland.

Den nye model er kendt som en "first princips"-model, fordi dens beregninger er baseret på den grundlæggende fysikteori, der beskriver begivenheden - i dette tilfælde, plasma egenskaber og magnetisk fri energi, eller elektromagnetik, guide en CME's bevægelse gennem rummet.

Sådanne computermodeller kan hjælpe forskere med bedre at forstå, hvordan solen vil påvirke jordens nære rum, og potentielt forbedre vores evne til at forudsige rumvejr, som det er gjort af U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration.

At tage den magnetiske struktur af en CME i betragtning fra dens initiering ved solen kunne markere et stort skridt i CME-modellering; forskellige andre modeller initierer CME'er udelukkende baseret på de kinematiske egenskaber, det er, massen og begyndelseshastigheden udledt af rumfartøjsobservationer. Inkorporering af de magnetiske egenskaber ved CME-initiering kan give videnskabsmænd en bedre idé om en CME's magnetiske struktur og i sidste ende, hvordan denne struktur påvirker CME's vej gennem rummet og interaktion med Jordens magnetiske felter - en vigtig brik til puslespillet om solens dynamiske adfærd.

Modellen begynder med ægte rumfartøjsobservationer af en CME, inklusive udbruddets begyndelseshastighed og placering på solen, og projekterer derefter, hvordan CME kunne rejse baseret på elektromagnetikkens grundlæggende love. Ultimativt, det returnerer en række syntetiske billeder, som ligner dem, der er produceret af faktiske observationer fra NASA og ESA's SOHO eller NASA's STEREO, simulering af CME's udbredelse gennem rummet.

Et team ledet af Tamas Gombosi ved University of Michigan's Department of Climate and Space Sciences and Engineering udviklede modellen som en del af dets Space Weather Modeling Framework, som også er vært på CCMC. Alle CCMC's rumvejrmodeller er tilgængelige til brug og undersøgelse af forskere og offentligheden gennem kørsler efter anmodning. Ud over, EEGGL, og den model, den understøtter, er den første "første principper"-model til at simulere CME'er inklusive deres magnetiske struktur, der er åben for offentligheden.