Sabe-se que a coroa do sol - a camada mais externa da atmosfera do sol - é cerca de 100 vezes mais quente do que sua fotosfera - a camada visível do sol. A razão para este misterioso aquecimento do plasma coronal solar, Contudo, ainda não é totalmente compreendido. Uma equipe de pesquisa na Índia desenvolveu um conjunto de cálculos numéricos para lançar luz sobre este fenômeno, e presente esta semana em Física dos Plasmas , análise que examina o papel dos campos magnéticos caóticos em mecanismos de aquecimento potencial.

Operando com a ideia de que linhas de campo magnético emaranhadas caoticamente existem em todos os plasmas astrofísicos, a equipe usou simulação de computador de alto desempenho para obter uma compreensão dessas linhas de campo caóticas. Especificamente, eles investigaram as condições que criam fitas de corrente elétrica intensa, conhecido como planilhas atuais.

As planilhas atuais, que se acredita ser produzido no plasma coronal, são locais potenciais para reconexões magnéticas, que fornecem um mecanismo para aquecimento extremo da coroa. Além disso, dentro das planilhas atuais, o campo elétrico aumenta e acelera as partículas carregadas.

“Queremos dar um passo adiante para explicar a geração espontânea dessas planilhas atuais, "disse Sanjay Kumar, um membro da equipe de pesquisa.

O método de pesquisa focado em permitir um incompressível, magnetofluido termicamente homogêneo com condutividade elétrica infinita para relaxar via dissipação viscosa, em direção a um estado final caracterizado. Os cálculos foram feitos de acordo com a teoria magnetostática bem aceita e resultaram no desenvolvimento espontâneo da folha atual, tornando-os relevantes para o estudo da aceleração de partículas em plasmas astrofísicos.

Usando Vikram-100, a instalação de Computação de Alto Desempenho 100TF no Laboratório de Pesquisa Física, os pesquisadores simularam o relaxamento viscoso e verificaram o congelamento de fluxo preciso, um comportamento conservador que uma simulação confiável deve demonstrar. A equipe traçou as intensidades máximas de densidades de corrente de volume para tendências específicas de caos crescente do campo magnético, que forneceu uma medida da produção de folhas atuais. Adicionalmente, as magnitudes máximas de densidade de corrente de volume foram encontradas em escala com a resolução numérica usada na simulação de computador, que mostrou o escalonamento esperado do desenvolvimento da folha atual.

O simples fato de que o valor máximo da densidade de corrente de volume aumentou com o aumento do caos da linha de campo magnético, chamado de "caoticidade, "sugere uma proporcionalidade direta entre a intensidade da folha atual e a caoticidade.

Nos três casos estudados, os pesquisadores descobriram a formação de dois conjuntos diferentes de folhas atuais. Um conjunto foi organizado ao longo do eixo y, enquanto o segundo se formou em um local diferente e em um momento posterior ao primeiro. A partir de sua análise desta ocorrência, a equipe determinou que uma evolução favorável aproxima as linhas de campo magnético não paralelas e intensifica as camadas atuais.

Essas simulações fornecem uma visão nova e inovadora sobre a influência das linhas do campo magnético caótico no desenvolvimento espontâneo das folhas atuais, e, portanto, locais potenciais de aceleração de partículas.

"Esta é a primeira vez que explicamos o papel da linha de campo caótica na geração dessas folhas atuais espontâneas, "Kumar disse, referindo-se à comunidade científica como um todo.