Des simulations montrent pourquoi la couronne solaire est plus chaude que le plasma

Des scientifiques du laboratoire de physique des plasmas de Princeton ont réalisé la plus grande simulation de turbulence au monde en

plasma astrophysique.L’étude a montré que le processus de reconnexion magnétique contrôle le chauffage de l’atmosphère solaire – la couronne. La physique de ce processus aidera à mieux comprendre la formation des étoiles, l’origine des champs magnétiques à grande échelle dans l’Univers et à prédire la météo spatiale.

Les chercheurs ont utilisé l'ordinateurmodélisation pour recréer la reconnexion - la reconnexion des lignes de champ magnétique de l'étoile émanant de différents domaines. Ce processus sépare et reconnecte violemment les champs magnétiques dans le plasma de l'étoile. Les chercheurs notent que les observations traditionnelles utilisant des observatoires au sol et même spatiaux ne fournissent pas une résolution suffisante pour observer ce processus de manière très détaillée.

Les physiciens ont utilisé 200 millions d'heures d'ordinateurtemps pour la plus grande simulation au monde du réchauffement de l'atmosphère solaire. Les simulations ont montré comment la reconnexion rapide des lignes de champ magnétique convertit l'énergie turbulente à grande échelle en petite énergie interne. En conséquence, l'énergie turbulente est efficacement convertie en énergie thermique à petite échelle, entraînant une surchauffe de la couronne.

Pendant la simulation, les scientifiques déchirent etconnecter des lignes de champ magnétique pour générer des chaînes de petites lignes torsadées appelées plasmoïdes. Cela change la compréhension de la cascade d'énergie turbulente, répandue depuis plus d'un demi-siècle, notent les auteurs de l'étude. Les résultats des travaux relient le taux de transfert d'énergie à la vitesse de croissance des plasmoïdes, améliorant le transfert d'énergie des grandes échelles aux petites et chauffant fortement la couronne à ces échelles.

Lorsque le processus de reconnexion est lent etla cascade turbulente est rapide, la commutation des champs magnétiques ne peut pas affecter le transfert d'énergie, selon les auteurs de l'étude. Mais lorsque le taux de refermeture devient suffisamment élevé, il peut convertir plus efficacement l'énergie en énergie interne, chauffant les particules.

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Image de couverture : NASA/SDO/AIA