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科學(xué)家通過超級計算機窺視太陽強勁“心跳”

科學(xué)家通過超級計算機窺視太陽強勁“心跳”

2013-04-07 11:28:27

  據(jù)國外媒體報道,蒙特利爾大學(xué)和歐洲中期天氣預(yù)報中心的科學(xué)家通過計算機模型創(chuàng)造了太陽內(nèi)部能量流的模型,通過這項研究以描述太陽內(nèi)部深處的活動狀態(tài),酷似太陽的“心跳”,它的活動強弱幾乎關(guān)系到太陽表面發(fā)生的所有活動。在新的太陽內(nèi)外層能量流研究中,科學(xué)家為了更好地了解太陽內(nèi)部是如何工作的,動用了蒙特利爾大學(xué)的超級計算機,重塑整個太陽的磁場活動情況。他們觀察發(fā)現(xiàn)雖然太陽存在一個歷時11年的變化周期,但每平均40年就出現(xiàn)一個緯向磁場帶的極性反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

  參與本項研究的科學(xué)家為蒙特利爾大學(xué)物理學(xué)家保羅·夏博諾和歐洲中期天氣預(yù)報中心氣象學(xué)家彼得,多年來研究人員一直努力模擬太陽的復(fù)雜磁場與能量變化,但許多嘗試都于事無補,因為模擬太陽的內(nèi)部環(huán)境需要更強大的計算能力,而且太陽內(nèi)部的能量流動以一個混亂的方式進(jìn)行,內(nèi)部能量與表面存在質(zhì)能交換,形成了微小的漩渦流,某些時候的渦流僅僅數(shù)米跨度,無法納入模型的推演,但是它們的數(shù)量卻顯得有些龐大。

  保羅·夏博諾和彼得使用現(xiàn)代計算機仿真技術(shù)模擬顯示,太陽的行為酷似一臺宇宙發(fā)電機,由于炙熱的流體運動,太陽內(nèi)部可進(jìn)行“自我驅(qū)動”,這項研究對如何準(zhǔn)確預(yù)測太陽耀斑的爆發(fā)有著積極的意義。傳統(tǒng)意義上的空間天氣主要受到太陽行為的干擾,高速帶電粒子流等輻射可能對軌道上的衛(wèi)星構(gòu)成威脅,太陽風(fēng)暴對敏感的電子儀器將產(chǎn)生不利影響。

  太陽磁場與能量流的活動幾乎與所有太陽活動都存在關(guān)聯(lián),它的演變在空間和時間尺度上進(jìn)行,太陽輻射通量覆蓋了整個電磁波段,從X射線到紫外線、可見光以及近紅外,一直到無線電,對太陽“心跳”的研究可預(yù)測太陽表面將發(fā)生的各類活動。

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