El sol desafía la comprensión científica convencional. Su atmósfera superior, conocido como la corona, es muchos millones de grados más caliente que su superficie. Los astrofísicos están ansiosos por saber por qué la corona está tan caliente, y los científicos del Laboratorio de Física del Plasma de Princeton (PPPL) del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) han completado una investigación que puede hacer avanzar la búsqueda.

Los científicos descubrieron que la formación de burbujas magnéticas conocidas como plasmoides en un fluido conductor como el plasma, el calor, El estado cargado de la materia compuesta de electrones libres y núcleos atómicos de los que está hecho el sol puede afectar el desarrollo de turbulencias dentro del fluido. La turbulencia luego influye en cómo fluye el calor a través del sol y otros objetos astrofísicos.

Los nuevos hallazgos sugieren que la formación de plásmoides en láminas de corriente alargadas dentro del plasma ayuda a cambiar grandes remolinos turbulentos en estructuras más pequeñas similares a remolinos. Este proceso crea láminas de corriente eléctrica intensa localizada en el plasma que afectan la velocidad a la que la energía magnética se disipa en el sol a medida que fluye hacia la corona.

"Hasta ahora, nadie había investigado mediante simulación numérica directa cómo los plasmoides pueden alterar el espectro de energía turbulenta 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 de resultados 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”.

La formación de plasmoides ayuda a esta transición rompiendo los límites discretos de las hojas de corrientes eléctricas en el fluido conductor, permitiendo que las hojas se formen más pequeñas, estructuras de tipo fractal.

Los hallazgos se aplican no solo al sol, pero también a objetos astrofísicos como discos de acreción, nubes de polvo y rocas que rodean objetos densos como agujeros negros y pueden colapsar en estrellas y planetas. "El tamaño de hoja actual más pequeño en turbulencia magnetohidrodinámica puede ser más pequeño de lo que se predijo anteriormente, "Dijo Dong." Así que las hojas actuales se vuelven más intensas antes de que se disipen. Como resultado, este trabajo puede proporcionar una comprensión básica de las escalas a las que se produce el calentamiento coronal ".

Los investigadores realizaron sus simulaciones en supercomputadoras en sitios que van desde el Centro Nacional de Computación Científica de Investigación Energética, una instalación para usuarios del DOE, a la supercomputadora Cheyenne de la National Science Foundation en el Centro Nacional de Investigación Atmosférica. La investigación futura podría implicar la expansión de la simulación para incluir tres dimensiones. "Empezamos en dos dimensiones, pero el mundo real es 3-D, "Dijo Dong." Entonces, ¿cuál es la imagen en 3-D? Hasta aquí, nadie sabe."