Čo je zábavnejšie ako niečo, čo sa správa nesprávne? Pokiaľ ide o slnečnú dynamiku, toho veľa vieme, ale ešte stále mnohým ešte nerozumieme. Napríklad, keď slnečná erupcia naplnená časticami vyrazí zo Slnka, jej čiary magnetického poľa môžu robiť niektoré celkom neočakávané veci - ako napríklad rozdeliť sa a potom sa znova rýchlo spojiť. Podľa vety o zamedzení toku by tieto magnetické línie mali jednoducho „prúdiť v blokovacom kroku“ s časticami. Mali by zostať nedotknuté, ale nie. Nie je to len jednoduché pravidlo, ktoré porušia ... je to zákon fyziky.
Čo to môže vysvetliť? V dokumente uverejnenom v 23. máji „Príroda“ mohol interdisciplinárny výskumný tím pod vedením matematika Johna Hopkinsa nájsť hodnoverné vysvetlenie. Podľa skupiny je základným faktorom turbulencia - „rovnaký druh násilnej poruchy, ktorá môže naraziť na prúd cestujúcich, keď k nemu dôjde v atmosfére“ - alebo tá, ktorú váš brat zanechá po konzumácii fazule. Použitím dobre organizovanej a logicky konštruovanej techniky počítačového modelovania vedci dokázali simulovať, čo sa stane, keď sa magnetické siločiary stretnú s turbulenciami v slnečnej erupcii. Vyzbrojení touto informáciou potom boli schopní uviesť svoj prípad.
„Veta o zamrznutí toku často vysvetľuje veci krásne,“ uviedla Gregory Eyink, profesorka aplikovanej matematiky a štatistiky, ktorá bola hlavným autorom štúdie „Príroda“. „Ale v iných prípadoch to nešťastne zlyhá. Chceli sme zistiť, prečo k tomuto zlyhaniu dochádza. “
Čo je to veta o zamrznutí toku? Možno ste už počuli o Hannesovi Alfvéne. Bol švédskym elektrotechnikom, fyzikom plazmy a víťazom Nobelovej ceny za fyziku z roku 1970 za prácu na magnetohydrodynamike (MHD). Je to muž zodpovedný za vysvetlenie toho, čo teraz vieme ako Alfvénove vlny - nízkofrekvenčné pohyblivé oscilácie iónov a magnetického poľa v plazme. Asi pred 70 rokmi prišiel s myšlienkou, že magnetické línie sily plávajú okolo lokomotívy podobnej úlomkom nití prúdiacich pozdĺž potoka. Malo by byť nemožné, aby sa zlomili a potom sa znova pripojili. Slneční fyzici však zistili, že to tak nie je, pokiaľ ide o činnosť v obzvlášť prudkom slnečnom svetle. Vo svojich pozorovaniach určili, že čiary magnetického poľa v týchto svetlíkoch sa môžu natiahnuť až do bodu zlomu a potom sa môžu znovu pripojiť v prekvapivo rýchlom čase - len za 15 minút. Ak k tomu dôjde, vytlačí veľké množstvo energie, ktorá zasa rozžiari.
„Princíp modernej fyziky plazmy, ktorý zamŕza tok, znamená, že tento proces v slnečnej koróne by mal trvať milión rokov!“ Eyink animovane uvádza. "Veľkým problémom v astrofyzike je to, že nikto nevie vysvetliť, prečo v niektorých prípadoch funguje zmrazenie toku, ale nie iné."
Samozrejme vždy existovali špekulácie, že turbulencie mohli byť základným zdrojom záhadného správania. Čas na vyšetrovanie? Stavíte sa. Eyink potom spojil svoje sily - a mysle - s ďalšími odborníkmi v oblasti astrofyziky, strojárstva, správy údajov a počítačovej vedy so sídlom v Johns Hopkins a ďalších inštitúciách. "To bolo nevyhnutne veľmi úsilie o spoluprácu," povedal Eyink. „Každý prispieval svojimi odbornými znalosťami. Nikto to nemohol dosiahnuť. “
Ďalším krokom bolo vytvorenie počítačovej simulácie - simulácie, ktorá by mohla duplikovať plazmatický stav aktivity slnečného erupcie a všetky nuansy, ktorým nabité častice prechádzajú za rôznych podmienok. "Naša odpoveď bola veľmi prekvapujúca," uviedol Eyink. „Mrazenie magnetického toku už neplatí, keď sa plazma stane turbulentnou. Väčšina fyzikov očakávala, že zmrazovanie tokov bude hrať ešte väčšiu úlohu, pretože plazma sa stane viac vodivou a turbulentnejšou, ale v skutočnosti sa úplne rozloží. Pri ešte väčšom prekvapení sme zistili, že pohyb magnetických siločiar sa stáva úplne náhodným. Nemám na mysli „chaotické“, ale skôr nepredvídateľné ako kvantová mechanika. Namiesto toho, aby prúdili riadnym a deterministickým spôsobom, radšej sa magnetické siločiary rozprestierajú ako zakrivený oblak dymu. “
Iní odborníci samozrejme cítia, že pre túto činnosť porušujúcu pravidlá v rámci slnečných erupcií môžu existovať alternatívne odpovede, ale ako hovorí Eyink, „myslím, že sme urobili celkom presvedčivý prípad, že samotné turbulencie môžu zodpovedať za porušenie prevádzkových podmienok.“
Najzaujímavejšie je spoločné úsilie členov tímu z tak rozmanitých disciplín. Bolo to skupinové úsilie, ktoré pomohlo Eyinkovi prísť s touto novou teóriou na hádanku slnečnej erupcie. „Použili sme prelomové nové databázové metódy, ako sú tie, ktoré sa používajú v prieskume Sloan Digital Sky Survey, v kombinácii s vysokovýkonnými výpočtovými technikami a pôvodným matematickým vývojom,“ uviedol. „Práca si vyžadovala dokonalé manželstvo fyziky, matematiky a informatiky s cieľom vyvinúť úplne nový prístup k vykonávaniu výskumu s veľmi veľkými množinami údajov.“
Na záver Eyink poznamenal, že tento typ výskumnej práce nám môže veľmi dobre poskytnúť lepšie pochopenie slnečných erupcií a vyhadzovania koronálnych hmôt. Ako vieme, tento typ nebezpečného „vesmírneho počasia“ môže byť pre astronautov škodlivý, narušiť komunikačné satelity a dokonca môže byť zodpovedný za odstavenie elektrických silových sietí na Zemi. A viete, čo to znamená ... žiadna satelitná televízia a žiadna sila na sledovanie. Ale to je O.K.
"Nezostanem neskoro." Nestaraj sa ísť. Som doma okolo ôsmich ... Len ja a moje rádio. Nerobím sa .. Zachráň moju lásku k tebe. “
Pôvodný zdroj článku: Johns Hopkins University News Release.
