Wetenschappers hebben zich lang afgevraagd waarom de uitbarstingen van heet gas van de zon niet zo snel afkoelen als verwacht, en heb nu een supercomputer gebruikt om erachter te komen.

Het team zal de simulaties vergelijken met 'echte' gegevens van de Solar Orbiter-missie, in de hoop dat het hun voorspellingen zal bevestigen en een sluitend antwoord zal geven.

De zonnewind is een stroom van geladen deeltjes die continu vanuit de zon het zonnestelsel in schiet. Deze uitwerpselen hebben een grote invloed op de omstandigheden van ons zonnestelsel en raken constant de aarde.

Impact op aarde

Als de zonnewind bijzonder sterk is, het kan problemen veroorzaken om:

• satellieten
• astronauten in de ruimte
• mobieltjes
• vervoer-
• elektriciteitsnetwerken

Om dergelijke ruimteweergebeurtenissen met succes te voorspellen en erop voor te bereiden, een team van wetenschappers probeert de mysteries van het ruimteweer op te lossen. Dit omvat hoe de zonnewind wordt verwarmd en versneld.

Het team, met financiering van de Science and Technology Facilities Council (STFC) en geleid door UCL, voerde en analyseerde simulaties van de zonnewind op een krachtige supercomputer.

De simulaties zijn uitgevoerd met behulp van de Distributed Research met behulp van Advanced Computing (DiRAC) high performance computing (HPC) faciliteit's Data Intensive at Leicester service, gefinancierd door STFC.

Als de zonnewind de aarde raakt, het is bijna 10 keer heter dan verwacht, met een temperatuur van ongeveer 100, 000 tot 200, 000 graden Celsius. De buitenste atmosfeer van de zon, waar de zonnewind vandaan komt, is typisch een miljoen graden Celsius.

De zonnewind simuleren

Met behulp van deze simulaties, het team concludeerde dat de zonnewind langer warm blijft vanwege kleinschalige magnetische herverbinding die zich vormt in de turbulentie van de zonnewind.

Dit fenomeen doet zich voor wanneer twee tegenover elkaar liggende magnetische veldlijnen breken en weer met elkaar verbinden, enorme hoeveelheden energie vrijmaken. Dit is hetzelfde proces dat grote fakkels veroorzaakt die uit de buitenste atmosfeer van de zon losbarsten.

Hoofdauteur Jeffersson Agudelo van UCL zei:"Magnetische herverbinding vindt bijna spontaan en altijd plaats in de turbulente zonnewind. Dit type herverbinding vindt meestal plaats over een gebied van enkele honderden kilometers - wat erg klein is in vergelijking met de enorme afmetingen van de ruimte. Met behulp van de kracht van supercomputers, we hebben dit probleem als nooit tevoren kunnen benaderen. De magnetische herverbindingsgebeurtenissen die we in de simulatie waarnemen, zijn zo gecompliceerd en asymmetrisch, we gaan door met onze analyse van deze gebeurtenissen."

Solar Orbiter-gegevens gebruiken

Om hun voorspellingen te bevestigen, het team zal hun gegevens vergelijken met die verzameld door de nieuwste vlaggenschipmissie van de European Space Agency (ESA), Zonne-orbiter.

De Solar Orbiter is ontworpen om de oorsprong en oorzaken van de zonnewind te vinden en de werking van onze zon te bestuderen.

Agudelo legt uit:"Dit is een ongelooflijk opwindende tijd om enorme plasmasimulaties te combineren met de nieuwste Solar Orbiter-waarnemingen. Ons begrip van herverbinding en turbulentie zou een grote sprong voorwaarts kunnen maken door onze simulaties te combineren met de nieuwe gegevens van de Solar Orbiter."

Een van de instrumenten aan boord van het ruimtevaartuig is het Spectral Investigation of the Coronal Environment (SPICE)-instrument van STFC RAL Space. Het instrument zal helpen een van de geheimen van de zon op te lossen:waar komt de zonnewind vandaan en hoe ontsnapt hij aan de zon.