Przygotować się na burze słoneczne
Różne misje kosmiczne dostarczają ogromnych ilości danych na temat wiatru słonecznego, strumienia naładowanych cząsteczek stale wyrzucanych przez Słońce. Podczas burzy słonecznych intensywność cząsteczek energetycznych może drastycznie wzrosnąć, siejąc spustoszenie w sieciach komunikacyjnych i dystrybucji mocy na Ziemi. Aktualne prognozowanie tak zwanej pogody kosmicznej jest niedokładne i nie pozwala na odpowiednie przygotowanie się na burze słoneczne. Finansowany przez UE projekt SHOCK (Solar and heliosphericcollisionless kinetics: Enabling data analysis of the Sun to earth plasma system with kinetic modelling) został uruchomiony w celu lepszego poznania małych zmian kinetycznych zachodzących w wietrze słonecznym, którego ostatecznym celem jest udoskonalenie przewidywania zjawisk pogody kosmicznej. Tradycyjne symulacje interakcji magnetosfery z wiatrem słonecznym opierają się na modelach magnetohydrodynamicznych, w których plazmę kosmiczną traktuje się jako ciecz. Z uwagi na fakt, że magnetosfera jest zdominowana przez kinetyczne efekty jonowe, istnieje możliwość stworzenia dużo bardziej realistycznych modeli, w których jony traktowane są jako cząstki. Wyniki tych symulacji można następnie porównać bezpośrednio z danymi dostarczonymi przez statki kosmiczne. W ramach projektu SHOCK naukowcy porównali wyniki takich realistycznych symulacji interakcji między wiatrem słonecznym i magnetosferą Merkurego z danymi pochodzącymi z misji sondy Messenger, realizowanej przez NASA. Badano również strukturę łukowej fali uderzeniowej Ziemi, ponieważ odtwarzają ją symulacje interakcji magnetosfery i wiatru słonecznego. Zaprojektowano wirtualne laboratorium kosmiczne umożliwiające wizualizowanie symulacji kinetyki plazmy w formacie umożliwiającym porównanie ich z danymi pochodzącymi z misji kosmicznych. Prototyp tej internetowej aplikacji jest dostępny zarówno dla badaczy jak i dla wszystkich zainteresowanych w internecie. Korzystając z synergii między modelowaniem plazmy kosmicznej i analizą danych, naukowcy w ramach projektu SHOCK rozwiązali tajemnice związane z turbulencjami, przyspieszaniem i ponownym łączeniem cząsteczek w wietrze słonecznym. W najnowszych porównaniach te podstawowe procesy uchwycone w symulacjach doskonale pasowały do danych pochodzących z misji sond Cluster, realizowanej przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA). Naukowcy uczestniczący w projekcie SHOCK kontynuują porównywanie prognoz z danymi pochodzącymi z misji kosmicznych NASA i ESA. Wyniki będą nieocenione w tworzeniu bardziej dokładnych modeli interakcji między wiatrem słonecznym i magnetosferą, co ma istotne znaczenie dla prognozowania pogody kosmicznej w naszym układzie słonecznym.
Słowa kluczowe
Burze słoneczne, pogoda kosmiczna, wiatr słoneczny, magnetosfery, modelowanie kinetyczne
