Modelowanie zjawisk wybuchowych Słońca
CME to chmury pól magnetycznych i plazmy — gazu rozgrzanego do tego stopnia, że składa się z dodatnio naładowanych jonów i wolnych elektronów. Choć istnieje cała masa obserwacji tych wybuchów plazmy z wnętrza Słońca, ich analiza nie zdołała dotychczas wyjaśnić mechanizmów odpowiadających za pochodzenie tych czynników decydujących o pogodzie kosmicznej. Przy pomocy supernowoczesnych symulacji komputerowych, naukowcy pracujący nad projektem "Solar dynamic phenomena as an astrophysical laboratory: Jets and coronal mass ejections" (JET-CME) odkryli ważny element układanki. Dokładniej rzecz biorąc, uzyskane przez nich wyniki pokazują, jak i dlaczego pojawianie się pól magnetycznych, z wnętrza Słońca na powierzchnię słoneczną i dalej, może wyzwalać te erupcje. Wykorzystując trójwymiarowe symulacje magnetohydrodynamiczne, zespół JET-CME zdołał odtworzyć sposób, w jaki skręcone wiązki strumienia magnetycznego wydobywają się z wnętrza Słońca, a następnie wchodzą w interakcję z istniejącymi już polami magnetycznymi w atmosferze solarnej. Aby przeprowadzić te zaawansowane eksperymenty liczbowe wyłaniania się strumieni, wykorzystano równolegle superkomputery Uniwersytetu w St. Andrews (Szkocja) i Uniwersytetu w Oslo (Norwegia). Badając proces występowania strumienia magnetycznego, naukowcy zbadali także (rekurencyjną) emisję strumieni plazmowych. Odkryli, że powtórne połączenie między pojawiającym się a otaczającym polem magnetycznym w atmosferze solarnej jest w istocie najważniejszym procesem odpowiedzialnym za różnorodność szybkich i gorących wyrzutów plazmy na różną wysokość atmosferyczną. Odkryli przykładowo i zbadali emisję szybkich (szybszych niż 100 km na sekundę) i gorących (gorętszych niż 1 milion kelwinów) strumieni, które wyrzucane są z korony słonecznej w przestrzeń zewnętrzną. Te wybuchowe zjawiska, które mają wpływ na nagrzewanie korony, są szczegółowo obserwowane przez liczne misje solarne (np. satelitę obserwatorium dynamiki Słońca — SDO). Mimo to nawet najbardziej zaawansowane instrumenty ostatnich misji słonecznych nie są w stanie uchwycić mechanizmów fizycznych, które odpowiadają za wspomniane zjawiska wybuchowe. Porównanie aktualnych obserwacji z wynikami symulacji komputerowych pozwoliło naukowcom z zespołu JET-CME ujawnić więcej szczegółów dotyczących dynamiki atmosfery Słońca i natury różnych zdarzeń wybuchowych (szybkich erupcji i strumieni). Chcąc zgłębić wiedzę na ten temat, naukowcy z projektu JET-CME liczą, że uda im się użyć przetestowane modele liczbowe na innych bardziej odległych i egzotycznych środowiskach astrofizycznych, takich jak młode obiekty gwiezdne otoczone dyskami akrecyjnymi. Ich celem jest zbadanie w przyszłości emisji strumieni plazmy jako uniwersalnego procesu fizycznego.
Słowa kluczowe
Słońce, strumień magnetyczny, koronalny wyrzut masy, magnetohydrodynamika, strumienie plazmowe