Какво е по-забавно от нещо, което се държи лошо? Що се отнася до слънчевата динамика, ние знаем много, но има много неща, които все още не разбираме. Например, когато частица, изпълнена със слънчева светкавица, откъсва от Слънцето, линиите на магнитното му поле могат да направят някои доста неочаквани неща - например да се разделят и след това бързо да се свързват отново. Според теоремата за замръзване на потока, тези магнитни линии трябва просто да „изтичат в заключителна стъпка“ с частиците. Те трябва да останат непокътнати, но не. Това не е просто правило, което те нарушават ... това е закон на физиката.
Какво може да го обясни? В статия, публикувана в броя на „Природата“ от 23 май, един интердисциплинарен изследователски екип, ръководен от математическия физик Джон Хопкинс, може би просто е намерил правдоподобно обяснение. Според групата, основният фактор е турбулентността - „същият вид насилие, което може да забие пътническа струя, когато се появи в атмосферата“, или този, който брат ви оставя след като яде печен фасул. Използвайки добре организирана и логично изградена техника за компютърно моделиране, изследователите успяха да симулират какво се случва, когато линиите на магнитното поле се срещнат с турбулентност в слънчева светкавица. Въоръжени с тази информация, те бяха в състояние да заявят своето дело.
„Теоремата за замръзване на потока често обяснява нещата красиво“, казва Грегъри Аййнк, преподавател по катедра „Приложна математика и статистика“, който е водещ автор на изследването „Природа“. „Но в други случаи той се проваля мизерно. Искахме да разберем защо се появява този провал. "
Каква е теоремата за замразяване на потока? Може би сте чували за Ханес Алфен Той беше шведски електроинженер, плазмен физик и носител на Нобеловата награда за физика през 1970 г. за работата си по магнитохидродинамика (MHD). Той е човекът, отговорен за обяснението на това, което сега знаем като вълни Алфвен - нискочестотно пътуващо колебание на йони и магнитно поле в плазмата. Е, преди 70 години той излезе с мисълта, че магнитните линии на сила плават по локомотивен флуид, подобен на фрагменти от нишка, течаща по течението. Трябва да е невъзможно да се счупят и след това отново да се присъединят. Въпреки това, соларните физици са открили, че това не е така, когато става въпрос за дейност в особено жестока слънчева светкавица. В своите наблюдения те са определили, че линиите на магнитното поле в рамките на тези пламъци могат да се простират до точката на счупване и след това да се свържат отново в изненадващо бърз период от време - само 15 минути. Когато това се случи, тя изхвърля голямо количество енергия, която от своя страна захранва пламъка.
"Но принципът на замразяване на потока в съвременната физика на плазмата предполага, че този процес в слънчевата корона трябва да отнеме милион години!" Eyink оживено заявява. „Голям проблем в астрофизиката е, че никой не може да обясни защо замразяването на потока работи в някои случаи, но не и в други.“
Разбира се, винаги е имало спекулации, че турбуленцията може да е основният източник на енигматичното поведение. Време за разследване? Вие залагате. След това Eyink обедини сили - и умовете - с други експерти по астрофизика, машиностроене, управление на данни и компютърни науки, базирани в Джон Хопкинс и други институции. „По необходимост това беше усилие за съвместна работа“, каза Ейинк. „Всеки допринасяше със своята експертиза. Никой човек не би могъл да постигне това. "
Следващата стъпка беше да се създаде компютърна симулация - симулация, която би могла да дублира плазменото състояние на слънчевата активност и всички нюанси на заредените частици при различни условия. „Отговорът ни беше много изненадващ“, заяви Аййн. „Замразяването на магнитен поток вече не важи, когато плазмата стане бурна. Повечето физици очакваха, че замръзването на флюса ще играе още по-голяма роля, тъй като плазмата става по-силно проводяща и по-бурна, но всъщност тя се разгражда напълно. С още по-голяма изненада открихме, че движението на линиите на магнитното поле става напълно случайно. Нямам предвид „хаотичен“, а вместо това непредсказуем като квантовата механика. Вместо да текат по подреден, детерминиран начин, линиите на магнитното поле вместо това се разстилаха като въртящ се дим. “
Разбира се, други соларни експерти смятат, че може да има алтернативни отговори за тази дейност за нарушаване на правилата в слънчевите пламъци, но както казва Ейинк, „мисля, че направихме доста завладяващ случай, че турбуленцията сама по себе си може да представлява разрушаване на полевите линии.“
Това, което е най-вълнуващо, са усилията за съвместна работа на членовете на екипа от толкова широко разнообразни дисциплини. Именно груповите усилия помогнаха на Айенк да излезе с тази нова теория за гатанката на слънчевия пламък. „Използвахме новаторски нови методи на базата данни, като тези, използвани в проучването на Sloan Digital Sky, съчетани с високоефективни изчислителни техники и оригинални математически разработки“, каза той. „Работата изискваше съвършен брак на физиката, математиката и компютърните науки, за да се разработи принципно нов подход за извършване на изследвания с много големи набори от данни.“
В заключение Ейинк отбеляза, че този вид изследователска работа може много да ни даде по-добро разбиране на слънчевите пламъци и изтласкванията на короналната маса. Както знаем, този вид опасно “космическо време” може да бъде вредно за астронавтите, да наруши комуникационните спътници и дори да бъде отговорен за спирането на електрическите мрежи на Земята. И знаете какво означава това ... няма сателитна телевизия и няма сила да я гледате. Но това е О.К.
„Не закъснявам. Не се интересувайте да отидете. У дома съм около осем ... Само аз и радиото ми. Не е недобросъвестно .. Савине моята любов към теб. "
Оригинален източник на история: News Release University of Johns Hopkins.
