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 por el sol) y sofisticadas simulaciones por computadora. Una investigación realizada en la Universidad de New Hampshire ha encontrado que al elegir el modelo correcto para describir el viento solar, usar el que tarda más en calcular no lo convierte en el más preciso.

En el estudio, publicado en El diario astrofísico , Daniel Verscharen, un profesor asistente de investigación en física en el Centro de Ciencias Espaciales de la UNH, comparó dos descripciones teóricas de uso común, teoría cinética versus magnetohidrodinámica (MHD), al medir el comportamiento de las turbulencias en el viento solar. La teoría cinética considera el viento solar como una composición de partículas que se mueven rápidamente y utiliza métodos matemáticos muy complicados que requieren largos períodos de tiempo cuando se evalúan en supercomputadoras sofisticadas. La segunda descripción, MHD, ve el viento solar como un fluido, o más parecido a un gas, y es mucho menos complicado de calcular. Asombrosamente, el estudio mostró que era el MHD, el modelo que fue más rápido de calcular, que entregó las predicciones más precisas.

"Nuestra investigación descubrió que hace una gran diferencia qué modelo se usa, ", dijo Verscharen." Descubrimos que los modelos MHD calculados mucho más rápidos pueden capturar parte del comportamiento del viento solar mucho mejor de lo esperado. Este es un resultado muy importante para los modeladores de viento solar porque puede justificar la aplicación de MHD, basado en primeros principios y observaciones ".

Para probar su teoría, Verscharen recopiló datos tomados de la nave espacial WIND, que actualmente está orbitando en el viento solar, de los coautores del estudio Christopher Chen del Imperial College London y Robert Wicks del University College London. Después de comparar la teoría con los datos reales de la nave espacial, el equipo descubrió que el tipo de perturbación que estaban investigando se comportaba mucho más como un fluido que como un medio cinético con partículas sin colisión. Esto fue inesperado porque creían que la teoría cinética debería funcionar mucho mejor en un gas tan 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 efectos en las aerolíneas comerciales y los vuelos espaciales. Para pronosticar los efectos que el plasma del viento solar y las partículas energéticas podrían tener en estos sistemas, Los modeladores ejecutan actualmente diferentes simulaciones por computadora y comparan los resultados. Verscharen y su equipo creen que sus hallazgos podrían ayudar a desarrollar un conjunto de 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 predecir el clima espacial y el viento solar ".

Aún no se comprende por qué el viento solar se comporta como un fluido. Los investigadores esperan que los estudios futuros determinen en qué condiciones se puede modelar el viento solar como un fluido con MHD. y cuándo sería necesario un modelo cinético.