Le simulazioni mostrano perché la corona solare è più calda del plasma

Gli scienziati del Princeton Plasma Physics Laboratory hanno condotto la più grande simulazione di turbolenza al mondo

plasma astrofisico.Lo studio ha dimostrato che il processo di riconnessione magnetica controlla il riscaldamento dell’atmosfera solare – la corona. La fisica di questo processo aiuterà a comprendere meglio la formazione stellare, l’origine dei campi magnetici su larga scala nell’Universo e a prevedere il meteo spaziale.

I ricercatori hanno utilizzato il computermodellazione per ricreare la riconnessione - la riconnessione delle linee del campo magnetico della stella provenienti da diversi domini. Questo processo separa e riconnette violentemente i campi magnetici nel plasma della stella. I ricercatori osservano che le osservazioni tradizionali che utilizzano osservatori terrestri e persino spaziali non forniscono una risoluzione sufficiente per osservare questo processo in modo molto dettagliato.

I fisici hanno utilizzato 200 milioni di ore di computertempo per la più grande simulazione al mondo del riscaldamento dell'atmosfera solare. Le simulazioni hanno mostrato come la rapida riconnessione delle linee del campo magnetico converta l'energia turbolenta su larga scala in piccola energia interna. Di conseguenza, l'energia turbolenta viene efficientemente convertita in energia termica su piccola scala, portando al surriscaldamento della corona.

Durante la simulazione, gli scienziati strappano ecollegare le linee del campo magnetico per generare catene di piccole linee attorcigliate chiamate plasmoidi. Ciò cambia la comprensione della turbolenta cascata di energia, diffusa da oltre mezzo secolo, osservano gli autori della ricerca. I risultati del lavoro mettono in relazione il tasso di trasferimento di energia con la velocità di crescita dei plasmoidi, migliorando il trasferimento di energia da grandi scale a piccole scale e riscaldando fortemente la corona su queste scale.

Quando il processo di riconnessione è lento ela cascata turbolenta è veloce, la commutazione dei campi magnetici non può influenzare il trasferimento di energia, affermano gli autori dello studio. Ma quando il tasso di richiusura diventa abbastanza alto, può convertire in modo più efficiente l'energia in energia interna, riscaldando le particelle.

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Immagine di copertina: NASA/SDO/AIA