Главная Общество Наука

На суперкомпьютере удалось смоделировать солнечную корону

С помощью суперкомпьютерных кластеров удалось с беспрецедентной точностью смоделировать и предсказать состояние атмосферы Солнца на пять дней вперед. Этот опыт моделирования будет положен в основу самых точных прогнозов магнитных бурь, представляющих известную опасность для нашей планеты и ее обитателей.

Облака раскаленной до миллионов градусов плазмы (ионизированного газа), то и дело покидающие наше светило (эти миллиарды тонн движутся со скоростями, превышающими миллион километров в час), достигая орбиты Земли, могут выводить из строя искусственные спутники и нарушать связность телекоммуникационных сетей даже на самой поверхности нашей планеты. Подобное явление получило название выбросов корональных масс - coronal mass ejections - CMEs, - помимо собственно солнечного вещества эти массы содержат также и так называемые "вмороженные" магнитные поля, вырванные из верхних слоев солнечной атмосферы в результате катастрофических "пересоединений" магнитных силовых линий. Еще магнитные бури грозят радиационным поражением астронавтам и космонавтам, работающим на околоземной орбите.

Предсказание этих катаклизмов несет в себе определенные сложности - ведь не каждый выброс, который пересечет путь нашей Земли, движущейся по орбите вокруг Солнца, реально вызывает магнитную бурю. Ключевым моментом в этом случае признано взаимное расположение магнитных силовых линий плазменного облака и магнитного поля Земли. Если магнитные линии "пришельцев" оказываются сонаправленными геомагнитным силовым линиям, то локальная "космическая погода", скорее всего, останется благоприятной, в то время как противоположное направление сталкивающихся магнитных полей приводит к опасным потрясениям. Казалось бы, все просто, однако прогнозы американского NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration - Национального управления по исследованию океанов и атмосферы) потенциально опасных магнитных бурь, основанные на интерпретации данных со спутников, тем не менее, далеко не всегда бывают безукоризненными...

И вот теперь исследователи, возглавляемые Зораном Микичем (Zoran Mikic) из Международной корпорации научных приложений (Science Applications International Corp. - SAIC), базирующейся в Сан-Диего (штат Калифорния), сумели создать достаточно детальную компьютерную модель солнечных вспышек, основанную на наблюдениях поведения магнитного поля у видимой "поверхности" Солнца - иначе говоря, в ее фотосфере. Именно эти процессы ответственны за образование разряженной внешней солнечной атмосферы - солнечной короны, где и развиваются газовые "извержения".

От более простых предыдущих версий новая модель отличается прежде всего включением более точного описания корональных энергетических процессов, что и позволило достаточно успешно предсказать общую форму всей солнечной короны, которая стала видима для земных наблюдателей в результате солнечного затмения 29 марта 2006 года (при нормальных условиях поверхность Солнца имеет слишком большую яркость, чтобы у ее краев без специальных приборов можно было разглядеть солнечную корону). Изображения, полученные при моделировании, явно напоминают фактические фотографии затмения. Впрочем, несмотря на успешное предсказание характерного рисунка солнечной короны, Микич и его коллеги не обещают в ближайшее десятилетие появления сверхточных прогнозов "космической погоды" и предсказаний одиночных корональных выбросов - новая работа лишь указывает путь к этим предсказаниям... К сожалению, взаиморасположение магнитных полей CME и Земли зависит также от многих других факторов - не только от состояния солнечной короны, которую теперь вот удалось смоделировать...

Все вычисления были выполнены на суперкомпьютерах в Исследовательском центре имени Эймса (Ames Research Center) NASA и Суперкомпьютерном центре (Supercomputer Center) Сан-Диего (и то, и другое находится в Калифорнии). Моделирование заняло 4 дня, было задействовано 700 процессоров. Научная группа SAIC, помимо Микича, включала также Джона Линкера (Jon Linker), Пита Рилея (Pete Riley), Роберто Лионелло (Roberto Lionello) и Вячеслава Титова.

Источники:
Scientists Accurately Simulate Appearance of Sun's Corona During Eclipse - National Science Foundation - Press Release
Supercomputer predicts shape of Sun's corona - New Scientist

Ссылки:
Суперкомпьютер моделирует форму солнечной короны
Ученым не удалось предсказать точную форму солнечной короны во время первого в этом веке солнечного затмения

Статья

Солнечные бури защищают астронавтов

Повышенная солнечная активность на самом деле только сыграла на руку нашим космическим посланцам: бури на Солнце привели к тому, что на борту МКС уровень радиации заметно снизился.

Статья

Физики учатся предсказывать поведение Солнца

Глубинные слои солнечной атмосферы могут служить источником информации, позволяющей оценивать скорость солнечного ветра - то есть непрерывного потока плазмы солнечного происхождения, который заполняет собой всю Солнечную систему.

Статья

Рекордные вспышки позволили NASA разглядеть драконов на Солнце

Самой вероятной причиной мощных вспышек на Солнце, как показывают новые наблюдения, проведенные с помощью космического аппарата NASA под названием RHESSI, скорее всего являются крупномасштабные разрушения магнитных полей в атмосфере нашего светила - процесс, получивший наименование "магнитные пересоединения".

Статья

Мы живем во времена аномального Солнца

Солнце в настоящее время активно как никогда. Такого с ним не случалось на протяжении по крайней мере последних 1150 лет. Этот вывод был сделан на основе реконструкции числа солнечных пятен финскими и немецкими учеными. Солнце бушует. За прошлую неделю появление гигантских протуберанцев на нашей звезде привело к мощнейшим выбросам в космос заряженных частиц, послужило причиной небывалых магнитных бурь на Земле, выводящих из строя спутники, телекоммуникационные устройства и причиняющих вред здоровью людей.

Статья

На Солнце нашли антиматерию

Для изучения антивещества в земных условиях приходится ускорять частицы до рекордных скоростей и сталкивать их вместе, чтобы получить считанные атомы этого экзотического для нас вида материи. Причем существовать до аннигиляции эти чуждые нашему миру атомы могут лишь весьма непродолжительное время. А вот Солнце в смысле производства антивещества оказалось намного более эффективно. Кроме того, солнечное антивещество ведет себя иначе, чем можно было бы ожидать.

Статья

"Мертвые зоны" способствуют появлению жизни

Новая теория может объяснить, почему столь много экзопланет обнаруживается на самых близких подступах к родительским звездам, и дарит надежду на обнаружение в будущем множества подобных Земле планет, выживших в тех условиях, которые раньше считались безусловно смертельными для сравнительно небольших объектов.

Статья

Открытие "Чандры" позволяет разрешить "Парадокс Солнца"

Обзор близких солнцеподобных звезд позволил сделать вывод о том, что в Солнце и вообще в нашей локальной части Вселенной содержится почти в три раза больше неона, чем считалось ранее.

Статья

Солнце мелочится

Ученые, занимающиеся исследованиями в области физики Солнца, наблюдали наименьший из всех когда-либо виденных выбросов корональных масс. Новые наблюдения для специалистов оказались большой неожиданностью и заставили их отказаться от некоторых старых идей.

Статья

Бури на Солнце съели земной озон

Мощнейшие магнитные бури на Солнце послужили причиной истончения озонового слоя в арктических широтах. Эффект оказался подобен всем известному "эффекту домино" (когда одна упавшая костяшка вызывает падение всех остальных), и начался он в октябре-ноябре 2003 года, когда Солнце испустило рекордное количество заряженных частиц, устремившихся к Земле. Уровень солнечной радиации тогда превысил все мыслимые пределы.

Статья

Солнечные шипы оказались тайной звездной песней

Анализ видеороликов, на которых с высоким разрешением запечатлена солнечная поверхность, позволил раскрыть 127-летнюю тайну происхождения хромосферных спикул - струй вещества характерной "шипастой" остроугольной формы, постоянно извергаемых нашим светилом со скоростью 20-30 километров в секунду.

Статья

Впервые обнаружен "солнечный цикл" у отдаленной звезды

В течение многих лет астрономы задавались вопросом, присущи ли другим звездам, подобным Солнцу, периодические увеличения рентгеновской активности - те, что доставляют землянам, а также их технике (телефонным линиям и линиям электропередач) множество хлопот. Теперь удалось ответить на этот животрепещущий вопрос.

Статья

Загадка солнечных нейтрино решена

Удалось обнаружить эффект "исчезновения" нейтрино. Этот эффект свидетельствует о том, что нейтрино имеют массу и могут осциллировать - то есть превращаться из одного типа в другой. Стандартная модель элементарных частиц, которая успешно использовалась фундаментальной физикой с 70-х годов прошлого века, требует серьезной модернизации.

Статья

NASA изучит загадочные облака-пришельцы

Феномен фосфоресцирующих серебристых облаков, за последние годы необычайно "расплодившихся" по всему миру, вскоре будет изучен новым специализированным космическим аппаратом NASA. В будущем эти облака хотят использовать как "зонтик" для Земли и обратить процессы глобального потепления вспять.

Статья

Грядущее Солнечной системы оказалось в два раза менее кошмарным

Воспользовавшись новейшими интерферометрическими методами для непосредственных наблюдений близких окрестностей пяти звезд типа Миры ученые с удивлением обнаружили, что эти звезды на самом деле окружены вводившей до сих пор астрономов в заблуждение почти прозрачной оболочкой из водяного пара, а также, возможно, угарным газом и другими молекулами. Эта оболочка придает звездам этого класса обманчиво большой внешний размер.

Статья

Причины полярных сияний на Юпитере отличны от земных

Ученым удалось получить новые сведения об источниках питания юпитерианских полярных сияний - то есть самых захватывающих и обширных "аврорах" всей нашей Солнечной системы. Тщательный мониторинг за состоянием атмосферы гигантской планеты, проводимый специалистами NASA с помощью космической рентгеновской обсерватории "Чандра", позволил обнаружить присутствие заряженных частиц, врезающихся в атмосферу над полюсами газового гиганта.

Статья

Тайна рождения звездных монстров

С помощью данных, полученных Инфракрасной космической обсерваторией, астрономы сумели приоткрыть завесу тайны, окружающей рождение самых монструозных гигантских звезд Галактики, что сияют в сотню тысяч раз ярче нашего Солнца.

Статья

Радиация слишком опасна для участников экспедиции на Марс

Новые данные, полученные с межпланетной космической лаборатории "Марс Одиссей", находящейся в настоящее время на марсианской орбите, подтверждают подозрения ученых по поводу радиации на Марсе: она столь интенсивна, что это неизбежно подвергнет опасности жизни астронавтов, посланных для исследования Красной планеты.

Статья

Древнюю Землю забрызгал расколовшийся Супермеркурий

Столкновение между Протомеркурием и другим крупным протопланетным образованием (планетезималью) в условиях формирующейся Солнечной системы может объяснить необычный состав и плотность современного Меркурия.

Статья

Жизни на Земле угрожают "галактические нырки"

Солнечная система в процессе своего движения в составе галактического диска периодически переходит то в "верхнюю" его часть, то в "нижнюю" и таким образом время от времени подвергается более высоким дозам опасного космического излучения.

Статья

Красно-коричневые взвешены и найдены легкими

Впервые удалось узнать точный вес пары коричневых карликов и точно измерить их диаметры. В настоящее время оба члена этой системы слишком велики для своего статуса, "раздуты" (их диаметры сопоставимы с диаметром нашего Солнца), а вот спустя двести миллионов лет они остынут и сожмутся, приняв вполне скромные "планетные" размеры.

Статья

Холод на Европу обрушился из-за чумы

Европейский "малый ледниковый период", длившийся около трех столетий подряд, был, возможно, спровоцирован чудовищной эпидемией чумы, разразившейся в XIV столетии. Таков вывод исследования, проведенного голландскими климатологами.

Статья

Разрешен парадокс "Вояджера"

Новая теория претендует на объяснение того странного факта, что межпланетной станции "Вояджер-1", ставшей сравнительно недавно межзвездной, не удалось обнаружить предсказанного ранее "разогрева" аномальных космических лучей при проходе того участка, где солнечный ветер окончательно "гасится" взаимодействием с межзвездным веществом.

Статья

Наступает новый ледниковый период

По поводу причин и самого направления климатических изменений на Земле существуют прямо противоположные точки зрения, однако кое-кто уже предлагает послать на борьбу с холодом 8 тысяч барж с соленой водой.

Статья

От космических взрывов Землю хранят металлы

Согласно новому исследованию, гамма-всплески могут случаться в основном лишь в небольших бесформенных галактиках, которые испытывают серьезный недостаток в химических элементах тяжелее водорода и гелия.

Статья

В пасмурной погоде повинны космические лучи

Новое свидетельство того, что события в далеком космосе могут самым непосредственным образом отражаться на погоде и климате Земли, было получено британскими метеорологами. Отныне придется учитывать космическое излучение при моделировании климатических условий в прошлом и будущем.

Статья

Жизнь в Галактике сберегли звездные мятежники

Группа европейских астрономов выяснила, что многие звездные соседи нашего Солнца движутся по очень необычным маршрутам между спиральными рукавами Млечного пути. Согласно новому исследованию, наши звездные окрестности - это перекресток звездных дорог, где сливаются различные потоки звезд, прибывающих с разных направлений. Некоторые из этих звезд, содержащих свои планетные системы, могут на самом деле оказаться иммигрантами из бурного центрального региона нашей Галактики.

Статья

Разрешена одна из загадок космических лучей

Казалось бы, в одной-единственной цифре не может быть ничего выдающегося, однако это позволило не только разрешить споры о месте рождения пульсара и определить размер его нейтронной звезды (а стало быть, уточнить физическую модель этого объекта), но и, возможно, открыть одну из важнейших тайн космических лучей.

Статья

Выяснилось, что мы живем в гигантском межзвездном дымоходе

Первая детальная 3D-карта области космического пространства, окружающего нашу Солнечную систему (размером примерно в 1 тыс световых лет), показывает, что мы находимся посреди большой "норы" или полости, вырезанной в диске Галактики. Скорее всего, эта полость была "пробита" некой взорвавшейся 1-2 млн лет назад звездой.

Статья

Новый кандидат в ускорители космических лучей

Удалось разглядеть загадочную обширную петлеобразную структуру поперечником 20 световых лет, которая расположена возле самой компактной области звездообразования в нашей Галактике.

Статья

Десятисекундный армагеддон

Американские исследователи считают, что случаи массовой гибели живых существ на Земле можно объяснить, если использовать информацию о мощнейших звездных взрывах, получивших наименование гамма-всплесков. Удалось составить возможный сценарий подобного армагеддона.

Статья

Найден новый суперисточник гамма-лучей неизвестной природы в нашей Галактике

Группе европейских астрономов удалось найти новый неидентифицированный очень высокоэнергетичный источник гамма-излучения в нашей Галактике. Источник, обозначенный как TeV J2032+4130, обнаружен с помощью системы телескопов наземного базирования, отображающей черенковское излучение. Возможно, речь идет о целом новом классе высокоэнергетических источников гамма-излучения пока еще неизвестной природы.

Статья

Найдено направление "космического ливня", устроившего потоп в Солнечной системе

Едва ли не самая интригующая проблема, с которой в свое время столкнулись исследователи космических лучей, - это необходимость объяснения так называемого "колена" в спектре первичного космического излучения - избытка высокоэнергичных частиц. До сих пор однозначного объяснения этот феномен не получил, но последние исследования все увереннее связывают эту аномалию не с особенностью "работы" галактических магнитных полей или физикой межзвездного пространства, а с тем, что нас, землян, просто угораздило родиться в относительной близости от мощного "ускорителя" частиц определенной энергии, изрядно "попортившего" астрофизикам картину мира.

Статья

Раз в 10 000 лет Земля купается в темной материи

Солнечная система в своем движении через космическое пространство может регулярно сталкиваться с чрезвычайно разреженными скоплениями экзотических элементарных частиц, сохранившимися со времен раннего детства Вселенной. Об этом свидетельствуют вычисления швейцарских физиков.

Статья

Самые выдающиеся открытия 2003 года: темная энергия, пентакварки, бозе-конденсаты, квантовые компьютеры и др.

Многие западные издания выстраивают своеобразные хит-парады научных достижений уходящего 2003 года. Мы публикуем один из таких списков, составленный редакцией издания PhysicsWeb.

Статья

В Антарктиде ищут антиматерию

Ученые в Антарктиде осуществили запуск высотного аэростата гигантских размеров. Цель научного эксперимента - постараться приблизиться к пониманию генезиса антивещества в космосе и найти возможные свидетельства существования так называемого хокинговского излучения от "испаряющихся" черных дыр (в рамках теории, предложенной профессором Кембриджского университета Стивеном Хокингом).

Статья

NASA ударилось в фантастику (12 проектов)

Институт передовых концепций NASA объявил о начале первой фазы отбора предложений по развитию исследований космоса. Выступая посредником между космическим агентством и людьми, готовыми предложить революционные концепции, которые могли бы кардинальным образом изменить подход NASA к космическим исследованиям, сотрудники института выбрали 12 проектов, претендующих на то, чтобы значительно расширить границы изученного космоса.

Статья

Марсианский корабль понесет защитный радиационный пояс вместе с собой

Разработчики NASA упорно трудятся над тем, чтобы найти защиту от всепроникающей космической радиации, которая угрожает здоровью и самой жизни астронавтов, отправляющихся в длительные экспедиции на Луну и Марс. При этом некоторые ученые рассматривают самые экзотические варианты, призванные надежно защитить экипаж.