Simulações mostram por que a coroa solar é mais quente que o plasma

Cientistas do Laboratório de Física de Plasmas de Princeton conduziram a maior simulação de turbulência do mundo em

plasma astrofísico.O estudo mostrou que o processo de reconexão magnética controla o aquecimento da atmosfera solar – a coroa. A física deste processo ajudará a compreender melhor a formação estelar, a origem dos campos magnéticos de grande escala no Universo e a prever o clima espacial.

Os pesquisadores usaram computadoresmodelagem para recriar a reconexão - a reconexão das linhas do campo magnético da estrela que emanam de diferentes domínios. Este processo separa e reconecta violentamente os campos magnéticos no plasma da estrela. Os pesquisadores observam que as observações tradicionais usando observatórios terrestres e até espaciais não fornecem resolução suficiente para observar esse processo com grande detalhe.

Físicos usaram 200 milhões de horas de computadorhora da maior simulação mundial do aquecimento da atmosfera solar. As simulações mostraram como a rápida reconexão das linhas do campo magnético converte energia turbulenta de grande escala em pequena energia interna. Como consequência, a energia turbulenta é eficientemente convertida em energia térmica em pequenas escalas, levando ao superaquecimento da coroa.

Durante a simulação, os cientistas rasgam econecte linhas de campo magnético para gerar cadeias de pequenas linhas torcidas chamadas plasmóides. Isso muda a compreensão da cascata turbulenta de energia, que é difundida há mais de meio século, observam os autores do estudo. Os resultados do trabalho relacionam a taxa de transferência de energia com a rapidez com que os plasmoides crescem, potencializando a transferência de energia de grandes escalas para pequenas e aquecendo fortemente a coroa nessas escalas.

Quando o processo de reconexão é lento ea cascata turbulenta é rápida, a comutação de campos magnéticos não pode afetar a transferência de energia, dizem os autores do estudo. Mas quando a taxa de religamento se torna alta o suficiente, ela pode converter energia em energia interna com mais eficiência, aquecendo as partículas.

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Imagem da capa: NASA/SDO/AIA