El desafío de predecir el clima espacial, que puede causar problemas con las telecomunicaciones y otras operaciones satelitales en la Tierra, requiere una comprensión detallada del viento solar una corriente de partículas cargadas liberadas del sol y sofisticadas simulaciones por computadora.La Universidad de New Hampshire descubrió que al elegir el modelo correcto para describir el viento solar, usar el que lleva más tiempo calcular no lo hace más preciso.
En el estudio, publicado en El diario astrofísico , Daniel Verscharen, profesor asistente de investigación en física en el Centro de Ciencias Espaciales de la UNH, comparó dos descripciones teóricas de uso común, la teoría cinética versus la magnetohidrodinámica MHD, al medir el comportamiento de la turbulencia en el viento solar. La teoría cinética analiza la energía solar.viento como una composición de partículas que se mueven rápidamente y utiliza métodos matemáticos muy complicados que requieren largos períodos de tiempo cuando se evalúa en supercomputadoras sofisticadas. La segunda descripción, MHD, considera que el viento solar es un fluido o más parecido a un gas, y esmucho menos complicado de calcular. Sorprendentemente, el estudio mostró que fue el MHD, el modelo que fue más rápido de calcular, el que entregó las predicciones más precisas.
"Nuestra investigación encontró que hace una gran diferencia qué modelo se usa", dijo Verscharen. "Encontramos que los modelos MHD computarizados mucho más rápidos en realidad pueden capturar parte del comportamiento del viento solar mucho mejor de lo esperado. Esto es unresultado muy importante para los modeladores de viento solar porque puede justificar la aplicación de MHD, según los primeros principios y observaciones ".
Para probar su teoría, Verscharen recolectó datos tomados de la nave espacial WIND, que actualmente orbita en el viento solar, de los coautores del estudio Christopher Chen en el Imperial College de Londres y Robert Wicks del University College de Londres. Después de comparar la teoría conSegún los datos reales de la nave espacial, el equipo descubrió que el tipo de perturbación que estaban investigando se parecía mucho más a un fluido que a un medio cinético con partículas sin colisión. Esto fue inesperado porque creían que la teoría cinética debería funcionar mucho mejor en un gas diluido, o delgado, como el viento solar.
El hallazgo podría conducir a una forma más eficiente de pronosticar el clima espacial para las instituciones que necesitan modelar continuamente el viento solar, como la NASA. El clima espacial severo puede causar fallas en los satélites y las comunicaciones, pérdida de GPS, cortes de energía e incluso puede tener efectosen aerolíneas comerciales y vuelos espaciales. Para pronosticar los efectos que el plasma del viento solar y las partículas energéticas podrían tener en estos sistemas, los modeladores actualmente ejecutan diferentes simulaciones por computadora y comparan los resultados. Verscharen y su equipo creen que sus hallazgos podrían ayudar a desarrollar un conjuntode criterios para determinar qué tipo de modelado sería el más apropiado para sus esfuerzos de predicción en situaciones específicas.
"Si los parámetros del viento solar fueran de cierta manera, podrían usar el modelado MHD y, de no ser así, podrían ser mejores para realizar simulaciones basadas en la teoría cinética", dijo Verscharen. "Simplemente proporcionaría una forma más eficiente de predecirclima espacial y el viento solar "
Todavía no se entiende por qué el viento solar se comporta como un fluido. Los investigadores esperan que los estudios futuros determinen en qué condiciones el viento solar puede modelarse como un fluido con MHD, y cuándo sería necesario un modelo cinético.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de New Hampshire . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :