El sol desafía la comprensión científica convencional. Su atmósfera superior, conocida como la corona, es muchos millones de grados más caliente que su superficie. Los astrofísicos están ansiosos por saber por qué la corona es tan caliente, y los científicos del Departamento de Energía de los EE. UU. DOE El Laboratorio de Física de Plasma de Princeton PPPL ha completado una investigación que puede avanzar en la búsqueda.
Los científicos descubrieron que la formación de burbujas magnéticas conocidas como plasmoides en un fluido conductor como el plasma, el estado caliente y cargado de materia compuesta de electrones libres y núcleos atómicos de los que está hecho el sol, puede afectar el desarrollo de turbulencias dentroel fluido. La turbulencia luego influye en cómo el calor fluye a través del sol y otros objetos astrofísicos.
Los nuevos hallazgos sugieren que la formación de plasmoides en láminas de corriente alargadas dentro del plasma ayuda a convertir grandes remolinos turbulentos en estructuras similares a remolinos más pequeños. Este proceso crea láminas de corriente eléctrica intensa localizadas en el plasma que afectan la velocidad a la que se disipa la energía magnéticaen el sol mientras fluye hacia la corona.
"Hasta ahora, nadie había investigado por simulación numérica directa cómo los plasmoides pueden alterar el espectro de energía turbulento en un fluido conductor", dijo el físico Chuanfei Dong de PPPL y el Departamento de Ciencias Astrofísicas de la Universidad de Princeton, autor principal del informe delresultados en Cartas de revisión física . "Nuestras simulaciones muestran que en un fluido conductor turbulento la formación de burbujas magnéticas hace que los remolinos turbulentos pasen de escalas grandes a escalas pequeñas de manera más eficiente de lo que se pensaba anteriormente".
La formación de plasmoides ayuda a esta transición al romper los límites discretos de las láminas de corrientes eléctricas en el fluido conductor, permitiendo que las láminas formen estructuras más pequeñas, similares a fractales.
Los hallazgos se aplican no solo al sol, sino también a objetos astrofísicos como discos de acreción: nubes de polvo y roca que rodean objetos densos como agujeros negros y pueden colapsar en estrellas y planetas ". El tamaño de lámina actual más pequeño en magnetohidrodinámicola turbulencia puede ser más pequeña de lo que se predijo anteriormente ", dijo Dong." Por lo tanto, las hojas actuales se vuelven más intensas antes de que se disipen. Como resultado, este trabajo puede proporcionar una comprensión básica de las escalas en las que se produce el calentamiento coronal ".
Los investigadores realizaron sus simulaciones en supercomputadoras en sitios que van desde el Centro Nacional de Investigación Científica de Energía Energética, una instalación de usuarios del DOE, hasta la supercomputadora Cheyenne de la Fundación Nacional de Ciencias en el Centro Nacional de Investigación Atmosférica. La investigación futura podría implicar la expansión de la simulación para incluir tresdimensiones ". Comenzamos en dos dimensiones, pero el mundo real es 3D", dijo Dong. "Entonces, ¿cuál es la imagen en 3D? Hasta ahora, nadie lo sabe".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Princeton Plasma Physics Laboratory . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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