超級計算機模擬解開了太陽風為什麼沒有快速冷卻的秘密
科學家們長期以來一直質疑為什麼來自太陽的高溫氣體爆發沒有像預期那樣快速冷卻,現在一個由UCL領導的研究小組已經使用一台超級計算機找到了原因。該小組現在將把他們的模擬結果與來自歐洲航天局太陽軌道器任務的真實數據進行比較,希望這將證實他們的預測,並提供一個結論性的答案。
太陽風是一股不斷從太陽射出到太陽系的帶電粒子流。這些噴射物極大地影響了我們太陽系的狀況,並不斷地撞擊地球。當太陽風擊中地球時,它的溫度幾乎是預期的10倍,溫度約為10萬至20萬攝氏度。太陽風發源地,即太陽外層大氣,通常溫度是一百萬攝氏度。
如果太陽風特別強,它可能會給衛星、太空中的宇航員、移動電話、交通,甚至給我們的家庭供電電力網絡帶來問題。為了成功地預測和準備這樣的空間天氣事件,一個科學家團隊正試圖解決空間天氣所蘊含的奧秘,包括太陽風是如何被加熱和加速的。
該團隊在科技設施委員會(STFC)和歐洲航天局(ESA)的資助下,在一台強大的超級計算機上運行並分析了太陽風的模擬結果。這些模擬是使用DiRAC高性能計算(HPC)設施的萊斯特數據密集型服務進行的,由STFC資助。
利用這些模擬,研究小組推斷,太陽風保持高溫的時間更長,因為在太陽風的湍流中形成了小規模的磁重聯。這種現象發生在兩條對立的磁場線斷裂並相互重新連接,釋放出巨大的能量。這也是觸發太陽外層大氣爆發大型耀斑的過程。
在湍流太陽風中,磁重聯幾乎是自發地、一直地發生的。這種類型的重聯通常發生在幾百公里的範圍內,與空間的巨大尺寸相比,這實在是很小。利用超級計算機的力量,科學家已經能夠以前所未有的方式處理這個問題。科學家們在模擬中觀察到的磁重聯事件是如此復雜和不對稱,他們正在繼續分析這些事件。