Gli astrofisici del plasma di KU Leuven hanno creato la prima simulazione autoconsistente dei processi fisici che si verificano durante un brillamento solare. I ricercatori hanno utilizzato supercomputer fiamminghi e una nuova combinazione di modelli fisici.

I brillamenti solari sono esplosioni sulla superficie del Sole che rilasciano un'enorme quantità di energia, equivalente a un trilione di bombe atomiche "Little Boy" che esplodono contemporaneamente. In casi estremi, i brillamenti solari possono disabilitare le connessioni radio e le centrali elettriche sulla Terra, ma sono anche alla base di sbalorditivi fenomeni di meteorologia spaziale. L'aurora boreale, ad esempio, sono legati a un brillamento solare che disturba il campo magnetico del Sole a tal punto che una bolla di plasma solare può fuoriuscire dall'atmosfera del Sole.

Simulazione unica

Grazie ai satelliti e ai telescopi solari, sappiamo già molto sui processi fisici che avvengono durante un brillamento solare. Per una cosa, sappiamo che i brillamenti solari convertono l'energia dei campi magnetici in calore, energia della luce e del movimento in modo molto efficiente.

Nei libri di scienze, questi processi sono comunemente visualizzati come il modello standard di brillamento solare 2-D. I dettagli di questa illustrazione, però, non sono mai stati confermati. Questo perché creare una simulazione completamente coerente è una sfida enorme, dato che devono essere presi in considerazione sia gli effetti macroscopici (stiamo parlando di diverse decine di migliaia di chilometri qui:più grandi della Terra) che la fisica delle particelle microscopiche.

I ricercatori della KU Leuven sono stati ora in grado di creare una simile simulazione. Come parte della sua ricerca di dottorato, Wenzhi Ruan ha lavorato alla simulazione con i suoi colleghi del team del professor Rony Keppens presso il Dipartimento di astrofisica del plasma della KU Leuven. I ricercatori hanno utilizzato la potenza di calcolo dei supercomputer fiamminghi e una nuova combinazione di modelli fisici in cui gli effetti microscopici delle particelle cariche accelerate sono stati presi in considerazione in un modello macroscopico.

Dall'illustrazione dei libri di testo al modello autoconsistente

"Il nostro lavoro permette anche di calcolare l'efficienza di conversione energetica di un brillamento solare, "Spiega il professor Rony Keppens. "Possiamo calcolare questa efficienza combinando la forza del campo magnetico del Sole ai piedi del bagliore con la velocità con cui quei piedi si muovono. Se riusciamo a completare le nostre osservazioni in tempo, questo è, perché tutto accade in un arco di tempo che va da decine di secondi a pochi minuti."

"Abbiamo convertito i risultati della simulazione numerica in osservazioni virtuali di un brillamento solare, per cui abbiamo imitato i telescopi in tutte le lunghezze d'onda rilevanti. Questo ci ha permesso di aggiornare il modello standard di brillamento solare da un'illustrazione da manuale a un modello reale".