1757767126
2025-09-13 12:22:00
Глубоко под поверхностью солнца лежит тонкая переходная зона бритвы, называемую тахоклин. Несмотря на то, что тахоклин, несмотря на то, что он является лишь шлюзой, тахоклин является машинным отделом магнитной активности ООН.
Эта граница делит интерьер солнца на две части. Внутренняя радиусная зона (составляет 70 процентов солнца по радиусу), где энергия плавно течет, а вся область вращается вместе, как твердый шарик, и внешняя конвективная зона (оставшиеся 30 процентов), где горячие газы крутятся хаотично и вращаются на разных скоростях в зависимости от местоположения.
Тахоклин – это то, где формируются семена солнечных вспышек и яростной массы. В течение десятилетий ученые знали об этом, но не могли объяснить, почему эта граница настолько удивительно тонкая или как она остается стабильной.
Теперь, исследователи из Калифорнийского университета (UC), Санта -Крус, сумели смоделировать этот неуловимый слой таким образом, чтобы в конечном итоге имело смысл.
Декодирование стабильности тахоклина
Тахоклин был впервые выявлен в 1980 -х годах с помощью гелиосеймологии, метод, который использует рябь на солнце, так же, как сейсмологи используют землетрясения, чтобы исследовать внутреннюю часть Земли. Однако перевод этого открытия в рабочую физическую модель оказалось почти невозможным. Трудность возникает от природы самого солнца.
Турбулентная плазменная сфера с процессами, которая охватывает масштаб всего от 10 метров в течение всего миллиона километров, и сроки от секунд до миллионов лет. Прошлые попытки моделирования не могли захватить все эти крайности одновременно, и поэтому тахоклин упорно отказался появляться в моделировании.
Вот где новое исследование вступает в игру. Авторы преодолевают задачу моделирования, пытаясь сделать то, что они называют расчетами «героя». Используя суперкомпьютер Pleiades в НАСА, они потратили десятки миллионов вычислительных часов в течение 15 месяцев, выполняя симуляции, достаточно большие и достаточно детализированные, чтобы захватить тахоклин более реалистичным способом.
Предыдущие усилия придавали слишком большое значение вязкости, липкому свойству жидкостей, которое сопротивляется потоку. Однако, по мнению исследователей, на самом деле вязкость играет незначительную роль в салоне солнца. Вместо этого они подчеркнули радиационное распространение, естественную тенденцию энергетического переноса радиационной зоны расширять тахоклин с течением времени.
К их удивлению, когда модели разрешили работать в этих условиях, тахоклин появился сам по себе. Еще более показательно, что моделирование показало, что магнитные поля, произведенные в конвективной зоне, действительно помогают сохранить тахоклин узким, а не только наоборот.
Другими словами, динамо (естественный процесс, посредством которого солнце производит свое магнитное поле), который, как считалось, зависел от тахоклина, также, по -видимому, создает и поддерживает его, петля обратной связи, которую пропустили более ранние модели.
«Здесь есть синергия, потому что, как полагают, тахоклин играет фундаментальную роль в выборе процесса динамо. Теперь кажется, что обратное также может быть правдой, в том смысле, что магнитное поле из динамо может вызвать существующий тахоклин на первом месте», – Лорен Матильский, автор исследования и постдокус, исследователь примечанияПолем
Нахождение, которое выходит за рамки солнца
Прогнозирование насильственных солнечных штормов имеет решающее значение для защиты современных технологий, от спутников до глобальных энергетических сетей. Воспроизводя тахоклин, ученые теперь имеют основу для более надежных прогнозов солнечной активности.
Помимо Земли, результаты могут также направлять исследования других звезд, поскольку звездный магнетизм играет ключевую роль в формировании планетарных систем и даже в определении того, могут ли планеты поддерживать жизнь.
«Мы многое узнаем о динамике нашего солнца, и в процессе, я думаю, мы также узнаем о том, как это работает на других звездах. Вопросы тахоклина становятся еще более важными в свете других звездных систем и экзопланет», – Матильский сказалПолем
Тем не менее, даже со вторым по самым мощным суперкомпьютером НАСА моделирование еще не может запечатлеть каждую деталь турбулентных слоев Солнца. Таким образом, команда UC Santa Cruz стремится дальше уточнить свои модели и применять их к другим звездам.
А изучать опубликовано в Астрофизические журнальные буквыПолем
#Суперкомпьютер #НАСА #разблокирует #солнечное #магнитное #сердце
Читайте также
