|
Решение центральной загадки космической физики
|
|
|
|
Как образуются плазменные извержения в околоземном пространстве? Власиатор, модель, разработанная в Хельсинкском университете для моделирования околоземного пространства, продемонстрировала, что две основные теории возникновения извержений одновременно справедливы: извержения объясняются как магнитным пересоединением, так и кинетическими нестабильностями. Быстрые выбросы плазмы, известные как плазмоиды, происходят на ночной стороне магнитосферы. Плазмоиды также связаны с внезапным повышением яркости полярного сияния. Исследовательская группа по космической физике Хельсинкского университета исследует и моделирует эти труднопредсказуемые извержения в околоземном пространстве с использованием модели Власиатора.
|
|
|
|
«Явления, связанные с плазмоидами, вызывают наиболее интенсивные, но наименее предсказуемые магнитные возмущения, которые могут вызвать, например, возмущения в электрических сетях», — говорит профессор вычислительной космической физики Минна Палмрот из Хельсинкского университета. «Эти извержения происходят ежедневно, разной мощности, в «хвосте» магнитосферы». Палмрот также является директором Центра передового опыта в области исследований устойчивого космоса и главным исследователем моделирования Власиатора. «Цепочка событий, приведшая к плазмоидам, — один из самых давних нерешенных вопросов в космической физике: решения для него ищут с 1960-х годов», — говорит Пальмрот.
|
|
|
Для объяснения хода событий были предложены две конкурирующие точки зрения, первая из которых утверждает, что магнитное пересоединение разделяет часть хвоста магнитосферы на плазмоид. Согласно другому объяснению, кинетическая нестабильность разрушает токовый слой (широкое тонкое распределение электрического тока), поддерживая хвост, что в конечном итоге приводит к выбросу плазмоида. Споры о первичности этих двух явлений ведутся десятилетиями. «Теперь кажется, что причинно-следственные связи на самом деле более сложны, чем предполагалось ранее», — говорит Палмрот. Моделирование Власиатора, требующее вычислительной мощности суперкомпьютера, впервые смоделировало околоземное пространство в шести измерениях и в масштабе, соответствующем размеру магнитосферы. Шестимерное моделирование успешно описывает физические явления, лежащие в основе обеих парадигм.
|
|
|
|
«Это была сложная техническая задача, которую никто другой не смог смоделировать, — говорит Палмрот. За достижением стоит более 10 лет разработки программного обеспечения. Следовательно, исследование смогло продемонстрировать, что как магнитное пересоединение, так и кинетическая нестабильность объясняют функционирование хвоста магнитосферы. Явления, связанные с этими, казалось бы, противоречивыми теориями, на самом деле и происходят, и происходят одновременно. Открытие помогает понять, как могут происходить плазменные извержения. Это помогает в проектировании космических кораблей и оборудования, наблюдении за этими событиями для дальнейших исследований и повышении предсказуемости космической погоды за счет улучшения понимания околоземного пространства. Статья опубликована в журнале Nature Geoscience.
|
|
|
|
Источник
|
