Компьютерное моделирование позволяет понять магнитное поле Солнца

Июн 05, 2023 Леонид Гляделов

Несмотря на отсутствие полного понимания того, как создаются и укрепляются магнитные поля внутри Солнца, исследование, недавно представленное в журнале Nature Astronomy, позволило ответить на один из основных вопросов, касающихся этого сложного процесса.

Явление солнечного магнетизма объясняется так называемым солнечным динамо. Оно состоит из двух отдельных частей: крупномасштабного динамо и мелкомасштабного, оба из которых еще предстоит точно воспроизвести в моделировании. Исследователи все еще сомневаются в том, что мелкомасштабное динамо может быть сгенерировано в условиях, схожих с окружающей средой Солнечной системы. Это весьма важно, поскольку, если бы это было возможно, это имело бы значительные последствия для солнечных движений.

Исследователи из университета Аалто и Института исследований Солнечной системы имени Макса Планка (MPS) использовали огромные вычислительные мощности суперкомпьютеров, чтобы попытаться ответить на вопрос, могут ли на Солнце существовать небольшие динамо-машины. Запустив крупномасштабное компьютерное моделирование, они смогли решить эту проблему.

Маарит Корпи-Лагг, руководитель группы астроинформатики и доцент кафедры информатики университета Аалто, заявила, что, используя одну из самых обширных компьютерных симуляций, доступных в настоящее время, мы смогли создать наиболее точные на сегодняшний день условия для воспроизведения этого динамо. Она также добавила, что маломасштабное динамо не только существует, но и стало более правдоподобным, поскольку наша модель аналогична солнечной.

Предыдущие исследования показали, что маломасштабное динамо может быть неэффективным из-за очень низкого магнитного числа Прандтля (PrM) звезд, похожих на Солнце. PrM — параметр, используемый для сравнения того, насколько быстро рассеиваются изменения магнитного поля и скорости,— был рассмотрен по-новому, когда команда провела моделирование с чрезвычайно низкими значениями. К своему удивлению, они обнаружили, что, вопреки ожиданиям, при таких низких значениях можно создать маломасштабное динамо.