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计算机模拟能量流模型 首次窥视太阳强劲"心跳"

http://www.kexue.com 2013-04-07 11:01:53 腾讯科学  发表评论

科学家通过超级计算机窥视太阳强劲“心跳”
通过对太阳内部能量流与磁场活动的研究,有助于预测太阳耀斑和风暴的爆发

  蒙特利尔大学和欧洲中期天气预报中心的科学家通过计算机模型创造了太阳内部能量流的模型,通过这项研究以描述太阳内部深处的活动状态,酷似太阳的“心跳”,它的活动强弱几乎关系到太阳表面发生的所有活动。在新的太阳内外层能量流研究中,科学家为了更好地了解太阳内部是如何工作的,动用了蒙特利尔大学的超级计算机,重塑整个太阳的磁场活动情况。他们观察发现虽然太阳存在一个历时11年的变化周期,但每平均40年就出现一个纬向磁场带的极性反转现象。

  参与本项研究的科学家为蒙特利尔大学物理学家保罗·夏博诺和欧洲中期天气预报中心气象学家彼得,多年来研究人员一直努力模拟太阳的复杂磁场与能量变化,但许多尝试都于事无补,因为模拟太阳的内部环境需要更强大的计算能力,而且太阳内部的能量流动以一个混乱的方式进行,内部能量与表面存在质能交换,形成了微小的漩涡流,某些时候的涡流仅仅数米跨度,无法纳入模型的推演,但是它们的数量却显得有些庞大。

  保罗·夏博诺和彼得使用现代计算机仿真技术模拟显示,太阳的行为酷似一台宇宙发电机,由于炙热的流体运动,太阳内部可进行“自我驱动”,这项研究对如何准确预测太阳耀斑的爆发有着积极的意义。传统意义上的空间天气主要受到太阳行为的干扰,高速带电粒子流等辐射可能对轨道上的卫星构成威胁,太阳风暴对敏感的电子仪器将产生不利影响。

  太阳磁场与能量流的活动几乎与所有太阳活动都存在关联,它的演变在空间和时间尺度上进行,太阳辐射通量覆盖了整个电磁波段,从X射线到紫外线、可见光以及近红外,一直到无线电,对太阳“心跳”的研究可预测太阳表面将发生的各类活动。(Everett)

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