超级计算机模拟解锁了旧空间天气难题


17-05-2021
ESA的太阳能轨道特派团。信用:ESA / ATG MEDIALAB

科学家长期以来一直质疑为什么从太阳爆发的热气体不会像预期的那样快速降温,现在已经使用了超级计算机来了解。

该团队将使用来自太阳能轨道特派团的“真实”数据进行比较模拟,希望它将确认其预测并提供结论性答案。

太阳风是带电粒子的流从太阳射出到太阳系中。这些喷射大大影响了我们太阳系的条件,不断击中地球。

对地球的影响

如果太阳风尤为强大,它会导致问题:

  • 卫星

  • 太空的宇航员

  • 手机

  • 运输

  • 电力网络为我们家提供。

为了成功预测并为此类空间的天气事件做好准备,这位科学家团队正试图解决太空天气持有的奥秘。华体会软件这包括太阳风如何被加热和加速。

该团队从科技设施委员会(STFC)提供资金,由UCL领导,并在强大的超级计算机上分析了太阳风的模拟。

使用STFC资助的利用利用先进计算(DIRAC)高性能计算(HPC)的数据密集型的分布式研究进行了模拟。

当太阳风击中地球时,它比预期的10倍几乎10倍,温度约为100,000至20万摄氏度。太阳风起源的太阳的外部气氛通常是百万摄氏度。

模拟太阳风

使用这些模拟,团队推断出太阳风在太阳风的湍流中形成的小规模磁性重新连接,太阳风保持较长。

当两个相对的磁场线断裂和彼此重新连接时,发生这种现象,释放大量的能量。这是相同的过程,触发从太阳的外部大气层爆发的大耀斑。

领导作者杰斐逊州UCL的Agudelo说:“磁性重新连接几乎自发地发生在湍流太阳风中。这种类型的重新连接通常发生在几百公里的面积上 - 与巨大的空间尺寸相比真的很小。

“使用超级计算机的力量,我们已经能够像以前一样接近这个问题。我们在模拟中观察到的磁性重新连接事件是如此复杂和不对华体会软件称,我们正在继续我们对这些事件的分析。“

使用太阳能轨道器数据

为了确认他们的预测,该团队将与欧洲航天局(ESA)最新旗舰任务,太阳能轨道采用的数据进行比较他们的数据。

太阳能轨道器旨在找到太阳风的起源和原因,并研究太阳的工作。

Agudelo解释说:“这是一个令人难以置信的激动人心的时间,使巨大的血浆模拟与最新的太阳能轨道观测结果相结合。我们对重新连接和湍流的理解可以通过将模拟与来自太阳轨道器的新数据相结合来进行重大飞跃。“

航天器的仪器之一是STFC RAL Space的冠状环境(SPICE)仪器的光谱调查。该仪器将有助于解决太阳的秘密 - 太阳风来自哪里以及它如何逃离太阳。

英国科学家在仪器中也具有领先的作用,分析了太阳风本身(太阳风分析仪)。UCL教授Chris Owen是仪器的主要调查员,并为此最新文件的共同作者。

图像:ESA的太阳能轨道特派团。信用:ESA / ATG MEDIALAB

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