Simulaties laten zien waarom zonnecorona heter is dan plasma

Wetenschappers van het Princeton Plasma Physics Laboratory hebben 's werelds grootste simulatie van turbulentie uitgevoerd

astrofysisch plasma.Het onderzoek toonde aan dat het proces van magnetische herverbinding de opwarming van de zonneatmosfeer – de corona – regelt. De fysica van dit proces zal helpen om stervorming en de oorsprong van grootschalige magnetische velden in het heelal beter te begrijpen en het ruimteweer te voorspellen.

De onderzoekers gebruikten de computermodellering om de herverbinding na te bootsen - de herverbinding van de magnetische veldlijnen van de ster die uit verschillende domeinen komen. Dit proces scheidt de magnetische velden in het plasma van de ster en brengt ze op gewelddadige wijze weer met elkaar in verbinding. De onderzoekers merken op dat traditionele waarnemingen met behulp van grond- en zelfs ruimteobservatoria niet voldoende resolutie bieden om dit proces tot in detail te observeren.

Natuurkundigen gebruikten 200 miljoen uur computertijd voor 's werelds grootste simulatie van de opwarming van de zonne-atmosfeer. De simulaties lieten zien hoe de snelle herverbinding van magnetische veldlijnen grootschalige turbulente energie omzet in kleine interne energie. Als gevolg hiervan wordt turbulente energie op kleine schaal efficiënt omgezet in thermische energie, wat leidt tot oververhitting van de corona.

Tijdens de simulatie scheuren wetenschappers enverbinden magnetische veldlijnen om kettingen van kleine gedraaide lijnen, plasmoïden genaamd, te genereren. Dit verandert het begrip van de turbulente energiecascade, die al meer dan een halve eeuw wijdverspreid is, de auteurs van de studienota. De resultaten van het werk brengen de snelheid van energieoverdracht in verband met hoe snel de plasmoïden groeien, waardoor de overdracht van energie van grote naar kleine schalen wordt verbeterd en de corona op deze schalen sterk wordt verwarmd.

Wanneer het herverbindingsproces traag is ende turbulente cascade is snel, schakelende magnetische velden kunnen de energieoverdracht niet beïnvloeden, zeggen de auteurs van het onderzoek. Maar wanneer de hersluitingssnelheid hoog genoeg wordt, kan het energie efficiënter omzetten in interne energie, waardoor de deeltjes worden verwarmd.

Lees verder:

Het graf van de "vroedvrouw van Jezus" werd opgegraven: wetenschappers vertelden wat ze daar vonden

Einstein heeft het weer mis en zijn belangrijkste theorie werd herschreven: hoe het de wereld verandert

Gepubliceerde testvideo van 's werelds eerste propeller met 11 bladen

Omslagafbeelding: NASA/SDO/AIA