Компьютерное моделирование использовали для изучения магнитного поля Солнца
Ученые не до конца понимают, как генерируются и усиливаются магнитные поля внутри Солнца, но исследование, недавно опубликованное в журнале Nature Astronomy, отвечает на один из фундаментальных вопросов об этом сложном процессе.
Солнечный магнетизм возникает в результате процесса, известного как солнечное динамо. Он состоит из двух основных частей — крупномасштабного динамо и маломасштабного динамо, ни одно из которых ученым пока не удалось полностью смоделировать. На самом деле, ученые даже не уверены, может ли существовать маломасштабное динамо в условиях, характерных для Солнца. Устранение этой неопределенности важно, поскольку маломасштабное динамо оказало бы большое влияние на солнечную динамику.
В новом исследовании ученые из Университета Аалто и Института исследований Солнечной системы Макса Планка (MPS) решили проблему маломасштабных динамо, проведя масштабное компьютерное моделирование на суперкомпьютерах. Объединенные вычислительные мощности позволили команде напрямую смоделировать, может ли Солнце иметь маломасштабное динамо.
«Используя одну из самых масштабных компьютерных симуляций, доступных в настоящее время, мы достигли наиболее реалистичных на сегодняшний день условий для моделирования этого динамо», — говорит Маарит Корпи-Лагг, руководитель группы астроинформатики и доцент кафедры компьютерных наук Университета Аалто. — «Мы показали не только то, что маломасштабное динамо существует, но и то, что оно становится более осуществимым, поскольку наша модель больше напоминает Солнце».
Некоторые предыдущие исследования предполагали, что маломасштабное динамо может не работать в условиях, характерных для звезд, подобных Солнцу, которые имеют очень низкое магнитное число Прандтля (PrM). Этот показатель используется в физике жидкости и плазмы для сравнения того, насколько быстро выравниваются вариации магнитного поля и скоростей. Исследовательская группа смоделировала условия турбулентности с беспрецедентно низкими значениями PrM и обнаружила, что, вопреки тому, что считалось ранее, при таких низких значениях может возникать маломасштабное динамо.
