Nieuw zonnevlammodel ter vervanging van "leerboekmodel"

Nieuw zonnevlammodel ter vervanging van "leerboekmodel"
Nieuw zonnevlammodel ter vervanging van "leerboekmodel"
Anonim

Astrofysici van de Katholieke Universiteit van Leuven, België, hebben het eerste zelfconsistente model gemaakt van de fysieke processen die plaatsvinden tijdens een zonnevlam. De onderzoekers gebruikten supercomputers van het Vlaams Supercomputercentrum en een nieuwe combinatie van natuurkundige modellen.

Zonnevlammen zijn explosies op het oppervlak van de zon, waarbij een gigantische hoeveelheid energie vrijkomt, gelijk aan de gelijktijdige explosie van een biljoen "Kid" atoombommen. In extreme gevallen kunnen zonnevlammen ernstige radiostoringen op aarde veroorzaken, maar ze liggen ook ten grondslag aan zeer pittoreske weersomstandigheden. Aurora Borealis wordt bijvoorbeeld in verband gebracht met zonnevlammen, die het magnetische veld van de zon zodanig verstoren dat een plasmaklonter uit de atmosfeer van onze ster barst.

Dankzij satellieten en zonnetelescopen weten we al heel wat over de fysieke processen die plaatsvinden tijdens zonnevlammen. We weten bijvoorbeeld dat zonnevlammen de energie van magnetische velden zeer efficiënt omzetten in warmte, licht en energie uit stromen bewegende deeltjes.

In leerboeken worden deze processen meestal gevisualiseerd als een standaard tweedimensionaal model. Bij diepgaand onderzoek van een dergelijk model blijven echter enkele details onbevestigd. Dit komt door het feit dat het creëren van een volledig consistent model een moeilijke taak is, aangezien zowel macroscopische effecten (we hebben het over afstanden van tienduizenden kilometers, dat wil zeggen de grootte van de aarde overschrijden) als de fysica van er moet rekening worden gehouden met microscopisch kleine deeltjes.

Nu hebben onderzoekers van de Katholieke Universiteit Leuven zo'n model kunnen maken. Wenzhi Ruan werkte samen met zijn collega's aan dit model als onderdeel van het team van professor Rony Keppens van de vakgroep Plasmaastrofysica van de Katholieke Universiteit Leuven. De onderzoekers gebruikten de rekenkracht van Vlaamse supercomputers, evenals een nieuwe combinatie van fysieke modellen die rekening houden met de microscopische effecten van versneld geladen deeltjes bij het bouwen van een macroscopisch model.

"Ons werk stelt ons ook in staat om de conversie-efficiëntie van zonnevlammen te berekenen", legt professor Köppens uit. "We kunnen deze efficiëntie berekenen door samen te kijken naar de sterkte van het magnetische veld van de zon aan de basis van de flare en de snelheid waarmee de basis van de flare in de ruimte beweegt."

“We hebben de resultaten van numerieke simulaties omgezet in virtuele waarnemingen van zonnevlammen, waardoor we waarnemingen met telescopen op alle vereiste golflengten konden simuleren. Dit maakte het op zijn beurt mogelijk om het standaardmodel van een zonnevlam, gepresenteerd in leerboeken, te verbeteren tot een volwaardig, "werkend" model”.

De studie is gepubliceerd in het Astrophysical Journal.

Aanbevolen: