Wetenschap
Waar ruimteweer begint:zelfconsistente voortplanting van fluxkabels in realistische coronasimulaties
De effecten van ruimteweer strekken zich uit over ons hele zonnestelsel, maar dit is een simulatie van waar alles begint:de plotselinge, gewelddadige opkomst van een ‘fluxkabel’ uit het magnetische veld van de zon en in de zonnewind. Tijdens dit proces kunnen fluxkabels miljoenen tonnen plasma van het zonneoppervlak meenemen om in de ruimte te worden vrijgegeven, ook wel Coronal Mass Ejection of CME genoemd.
Deze fluxkabelsimulatie werd geproduceerd met behulp van een reeks modellen die beschikbaar zijn via ESA's Virtual Space Weather Modeling Center en worden gebruikt door ruimteweervoorspellers en onderzoekers.
Deze simulatie is gemaakt met behulp van het COCONUT coronale "magnetohydrodynamische" (MHD) model, ontwikkeld door een team van de Katholieke Universiteit Leuven en gepresenteerd in Astronomy and Astrophysics . Het simuleert de eerste momenten van een Coronal Mass Ejection (CME) binnen een realistische MHD-weergave van de zonnecorona en wind afgeleid van waargenomen magnetogrammen, met resultaten die overeenkomen met de gevestigde CME-dynamiek.
CME's zijn de grootste uitbarstingsprocessen in ons zonnestelsel. Ze kunnen naar buiten accelereren met snelheden van honderden kilometers per seconde of meer. Als ze op één lijn liggen met de aarde, verandert de magnetische omgeving van onze planeet op zijn beurt, wat mogelijk gevolgen heeft voor satellieten in een baan om de aarde en voor de energie- en communicatie-infrastructuur op de grond.
Net als weersvoorspellingen op aarde is de basis van ruimteweersvoorspellingen het opnemen van observatiegegevens in gedetailleerde softwaremodellen. De uitdaging in het geval van ruimteweer is dat de modellen het hele zonnestelsel moeten bestrijken, beginnend – zoals hier te zien is – net boven het oppervlak van de zon, tot in de wijdere heliosfeer en dekking bieden voor CME’s en interacties met het magnetische veld van de aarde (en andere planeten).
“Dit zijn allemaal verschillende modellen met verschillende fysica en verschillende gegevens die in en uit deze modellen gaan”, legt ESA-ruimtevaart- en effecteningenieur Gregoire Deprez uit. "Het doel van ons Virtual Space Weather Modeling Center is om ze allemaal aan elkaar te koppelen, in een keten te werken en toegankelijk te zijn via één enkel webportaal. Ze zijn gemaakt om samen te werken en te praten, waarbij de gegevens van de ene naar de andere worden overgedragen. Vervolgens hebben we een hele reeks modellen die beginnen bij de zon en de zonnemagnetosfeer en zich vervolgens voortplanten naar de aarde of het ruimtevaartuig van jouw interesse."