Se sabe que la corona del sol, la capa más externa de la atmósfera del sol, es aproximadamente 100 veces más caliente que su fotosfera, la capa visible del sol. La razón de este misterioso calentamiento del plasma coronal solar, sin embargo, aún no se comprende del todo. Un equipo de investigación en la India ha desarrollado un conjunto de cálculos numéricos para arrojar luz sobre este fenómeno, y presente esta semana en Física de Plasmas , análisis que examina el papel de los campos magnéticos caóticos en los posibles mecanismos de calentamiento.
Operando bajo la idea de que existen líneas de campo magnético caóticamente enredadas a lo largo de los plasmas astrofísicos, El equipo utilizó simulación por computadora de alto rendimiento para comprender estas caóticas líneas de campo. Específicamente, investigaron las condiciones que crean cintas de intensa corriente eléctrica, conocido como hojas actuales.
Las hojas actuales, se cree que se produce en el plasma coronal, son sitios potenciales para reconexiones magnéticas, que proporcionan un mecanismo para el calentamiento extremo de la corona. Es más, dentro de las hojas actuales, el campo eléctrico se eleva y acelera las partículas cargadas.
"Queremos dar un paso más para explicar la generación espontánea de estas hojas actuales, "dijo Sanjay Kumar, miembro del equipo de investigación.
El método de investigación se centró en permitir una incompresible, Magnetofluido térmicamente homogéneo con conductividad eléctrica infinita para relajarse mediante disipación viscosa, hacia un estado final caracterizado. Los cálculos se hicieron consistentes con la teoría magnetostática bien aceptada y dieron como resultado un desarrollo espontáneo de la hoja de corriente. haciéndolos relevantes para el estudio de la aceleración de partículas en plasmas astrofísicos.
Usando Vikram-100, la instalación de Computación de Alto Rendimiento 100TF en el Laboratorio de Investigación Física, los investigadores simularon la relajación viscosa y verificaron la congelación de flujo precisa, un comportamiento conservador debe demostrar una simulación confiable. El equipo trazó las intensidades máximas de las densidades de corriente de volumen para tendencias específicas de aumento del caos del campo magnético, que proporcionó una medida de la producción de hojas actuales. Adicionalmente, Se encontró que las magnitudes máximas de la densidad de corriente volumétrica estaban a escala con la resolución numérica utilizada en la simulación por computadora, que mostró la escala esperada del desarrollo de la hoja actual.
El simple hecho de que el valor máximo de la densidad de corriente volumétrica se incrementó con el aumento del caos en la línea del campo magnético, llamado "caotismo, Sugiere una proporcionalidad directa entre la intensidad de la hoja actual y el caos.
En los tres casos estudiados, los investigadores encontraron la formación de dos conjuntos diferentes de hojas de corriente. Un conjunto se dispuso a lo largo del eje y, mientras que el segundo se formó en una ubicación diferente y en un momento posterior al primero. A partir de su análisis de este hecho, el equipo determinó que una evolución favorable acerca las líneas de campo magnético no paralelas e intensifica las capas de corriente.
Estas simulaciones proporcionan una visión nueva y novedosa sobre la influencia de las líneas caóticas del campo magnético en el desarrollo espontáneo de las hojas de corriente. y por tanto lugares potenciales de aceleración de partículas.
"Esta es la primera vez que explicamos el papel de la línea de campo caótica en la generación de estas hojas de corriente espontáneas, "Kumar dijo, refiriéndose a la comunidad científica en su conjunto.
