Ученые из Принстонской лаборатории физики плазмы провели крупнейшее в мире моделирование турбулентности в астрофизической плазме. Исследование показало, что магнитное пересоединение управляет нагревом солнечной атмосферы — короны. Физика этого процесса поможет лучше понять звездообразование, происхождение крупномасштабных магнитных полей во Вселенной и предсказывать космическую погоду.
Магнитное пересоединение — это явление, связанное с перезамыканием линий магнитного поля звезды, исходящих из разных доменов. В этом процессе линии магнитного поля в плазме звезды размыкаются и снова соединяются. Физики отмечают, что традиционные способы исследования с помощью наземных и даже космических обсерваторий не дают достаточного разрешения, чтобы наблюдать этот процесс в мельчайших деталях.
Ученые использовали 200 млн часов компьютерного времени для моделирования физики плазмы. Анализ показал, что быстрое повторное соединение силовых линий магнитного поля превращает кинетическую энергию турбулентных потоков во внутреннюю энергию (температуру) частиц солнечной атмосферы. Преобразование приводит к перегреву короны.
В процессе моделирования ученые разрывали и соединяли линии магнитного поля, чтобы генерировать цепочки небольших скрученных линий — плазмоидов. Результаты работы связывают процессы внутри плазмы с тем, как быстро растут плазмоиды. Именно они усиливают передачу энергии от крупных потоков к частицам и сильно нагревают корону. Эта модель существенно отличается от теоретических концепций, доминировавших последние полвека, добавляют ученые.
Когда процесс пересоединения медленный, а турбулентность высокая, переключение магнитных полей не может повлиять на передачу энергии. Но когда скорость повторного замыкания увеличивается, оно эффективнее преобразовывает кинетическую энергию во внутреннюю, нагревая частицы.
Читать далее:
Гробницу «акушерки Иисуса» раскопали: ученые рассказали, что они там нашли
Эйнштейн снова не прав и его главную теорию переписали: как это меняет мир
Опубликовано видео испытаний первого в мире винта с 11 лопастями
Изображение на обложке: NASA/SDO/AIA