Космос

Впервые, ученые создали всеобъемлющую компьютерную модель солнечных пятен. Этот научный прорыв, поможет ученым открыть тайны Cолнца, и того как оно воздействует на Землю. Созданные модели несут в себе большое количество подробной научной информации и захватывают своей красотой. Результаты опубликованы в Science Express. Исследование проводилось при поддержке Национального научного фонда, NSF (National Science Foundation) США.

Обширные и таинственные темные участки на поверхности солнца, впервые были открыты и изучены Галилеем еще в 17 веке. Но только 100 лет назад, потоки плазмы, направленные наружу от центра солнечных  пятен были рассмотрены более детально, и с тех пор ученые работали, чтобы объяснить сложную структуру солнечных пятен, число которых растет и убывает во время 11-летнего солнечного цикла.

Солнечные пятна сопровождают интенсивную магнитную деятельность, связанную с солнечными вспышками и массивными выбросами энергии, часть которой может достичь атмосферы Земли. Это может вызвать геомагнитные бури, оказывать влияние на погоду и климат. В результате этого могут выйти из строя, спутники и другие чувствительные технологические системы, что приведет к потерям во многих отраслях экономики.

Исследование по моделированию солнечных пятен было проведено учеными Национального Центра Атмосферных Исследований (США), Института Макса Планка (Германия), и Чикагского университета, где была разработана сама программа.

"Мы впервые смогли создать модель всего солнечного пятна",- сказал Matthias Rempel, сотрудник Высотной Обсерватории Национального центра по исследованию атмосферы. "Если Вы хотите понять все факторы, которые влияют на атмосферу Земли, необходимо понять, как солнечные пятна появляются и развиваются".

Модели могут помочь ученым расшифровать скрытые процессы, которые являются причиной возникновения солнечных пятен и происходят под поверхностью Солнца, Эта работа будет способствовать более глубокому пониманию природы Солнечных извержений и их влияний на Землю.

Компьютерные модели солнечных пятен созданы с высоким разрешением, и это открывает ученым новый способ для изучения этого явления. Понимание всех тонкостей в солнечном магнитном поле является ключом к “космическому прогнозу погоды”, и если люди смогут моделировать солнечные пятна, то будет возможно предсказывать их, и быть более подготовленными к негативным последствиям солнечных бурь на Земле.

Для создания модели, исследователи разработали виртуальную трехмерную область, размером  равной 8-ми диаметрам, и глубиной равной радиусу Земли.  В пределах данной области получилось виртуальное пространство, содержащее 1,8 миллиарда точек отделенных расстоянием от 16 до 32 километров.

В программе был использован ряд уравнений, отражающих фундаментальные физические законы передачи энергии, газодинамики, гидродинамики, магнитной индукции, и других явлений.

Процесс вычисления проводился на суперкомпьютере IBM, который может выполнить 76 триллионов операций в секунду. Ранее уже проводились попытки моделирования, но они были не в состоянии охватить сложные внешние полутемные области. Новые модели являются намного более детальными и реалистическими чем предыдущие.

Исследователи отметили, однако, что даже их новая модель точно не отображает точно некоторых деталей пятна. Модель можно сделать более совершенной, но это потребовало бы задействовать такую вычислительную мощность, которая в настоящее время не доступна.

По словам ученых, с появлением супервычислительных мощностей и этой математической модели, возможно полное и всестороннее изучение некоторых самых фундаментальных процессов происходящих на солнце, и это дает возможность выяснить физическую картину для всего того, что наблюдатели связывают с появлением, формированием, динамикой, и распадом солнечных пятен на поверхности солнца.

По материалам: www.nsf.gov

Текст и перевод: sergiy-school.ru