Las simulaciones de supercomputadoras desbloquean el viejo rompecabezas del clima espacial

Misión de la ESA Solar Orbiter. Crédito: ESA / ATG medialab

Los científicos se han preguntado durante mucho tiempo por qué las ráfagas de gas caliente del sol no se enfrían tan rápido como se esperaba, y ahora han utilizado una supercomputadora para hacerlo.

El equipo comparará las simulaciones con datos «reales» de la misión Solar Orbiter, con la esperanza de confirmar sus predicciones y proporcionar una respuesta concluyente.

El viento solar es una corriente de partículas cargadas que constantemente son lanzadas desde el sol hacia el sistema solar. Estos estallidos afectan fuertemente las condiciones de nuestro sistema solar y golpean constantemente la Tierra.

Impacto en la Tierra

Si el viento solar es particularmente fuerte, puede causar problemas en:

  • satélites
  • astronautas en el espacio
  • teléfonos móviles
  • transporte
  • redes electricas

Para pronosticar y prepararse de manera efectiva para tales eventos climáticos cósmicos, un equipo de científicos está tratando de desentrañar los misterios detrás del clima espacial. Esto incluye cómo se calienta y acelera el viento solar.

El equipo, financiado por el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología (STFC) y dirigido por UCL, realizó y analizó simulaciones de viento solar en una poderosa supercomputadora.

Las simulaciones se llevaron a cabo utilizando el servicio Data Intensive at Leicester como parte del servicio Data Intensive at Leicester de Distributed Research, utilizando cálculos avanzados (DiRAC).

Cuando el viento solar golpea la Tierra, es casi 10 veces más cálido de lo esperado, con temperaturas que oscilan entre 100.000 y 200.000 grados Celsius. La atmósfera exterior del Sol, de donde proviene el viento solar, es típicamente de un millón de grados Celsius.

Simulación de viento solar

Usando estas simulaciones, el equipo concluyó que el viento solar permanece caliente durante un período prolongado de tiempo debido a la reconexión magnética a pequeña escala que se crea en la turbulencia del viento solar.

Este fenómeno ocurre cuando dos líneas opuestas de un campo magnético se separan y se unen entre sí, liberando enormes cantidades de energía. Este es el mismo proceso que desencadena grandes llamaradas que explotan en la atmósfera exterior del sol.

El autor principal Jeffersson Agudelo de UCL dijo: “La reconexión magnética ocurre casi espontáneamente y todo el tiempo con un viento solar tormentoso. Este tipo de reconexión ocurre típicamente en un área de varios cientos de kilómetros, que es realmente pequeña en comparación con las enormes dimensiones del cosmos. Aprovechando el poder de las supercomputadoras, hemos podido abordar este problema como nunca antes. Los eventos de reconexión magnética que observamos en la simulación son tan complejos y asimétricos que continuamos con nuestro análisis de estos eventos.

Uso de datos de Solar Orbiter

Para confirmar sus predicciones, el equipo comparará sus datos con los datos recopilados por la última misión insignia de la Agencia Espacial Europea (ESA), Solar Orbiter.

El Solar Orbiter fue diseñado para encontrar el origen y las causas del viento solar y para estudiar cómo funciona nuestro sol.

Agudelo explicó: “Este es un momento increíblemente emocionante para combinar simulaciones masivas de plasma con las últimas observaciones de Solar Orbiter. Nuestra comprensión de la reconexión y la turbulencia podría avanzar combinando nuestras simulaciones con nuevos datos de Solar Orbiter «.

Uno de los instrumentos a bordo de la nave espacial es la Investigación espectral del entorno coronal (SPICE) de STFC RAL Space. El instrumento ayudará a resolver uno de los secretos del sol: de dónde proviene el viento solar y cómo se escapa del sol.

Proporcionado por el Consejo de Investigación Médica

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