La sfida di prevedere il tempo spaziale, che possono causare problemi con le telecomunicazioni e altre operazioni satellitari sulla Terra, richiede una comprensione dettagliata del vento solare (un flusso di particelle cariche rilasciate dal sole) e sofisticate simulazioni al computer. La ricerca condotta presso l'Università del New Hampshire ha scoperto che quando si sceglie il modello giusto per descrivere il vento solare, l'utilizzo di quello che richiede più tempo per il calcolo non lo rende il più accurato.

Nello studio, pubblicato in Il Giornale Astrofisico , Daniel Verscharen, un professore assistente di ricerca in fisica presso lo Space Science Center dell'UNH, confrontato due descrizioni teoriche comunemente usate, teoria cinetica contro magnetoidrodinamica (MHD), quando si misura il comportamento della turbolenza nel vento solare. La teoria cinetica considera il vento solare come una composizione di particelle in rapido movimento e utilizza metodi matematici molto complicati che richiedono lunghi periodi di tempo se valutati su sofisticati super computer. La seconda descrizione, MHD, vede il vento solare come un fluido, o più simile al gas, ed è molto meno complicato da calcolare. Sorprendentemente, lo studio ha mostrato che era il MHD, il modello più veloce da calcolare, che ha fornito le previsioni più precise.

"La nostra ricerca ha scoperto che fa un'enorme differenza quale modello viene utilizzato, " ha detto Verscharen. "Abbiamo scoperto che i modelli MHD calcolati molto più veloci possono effettivamente catturare parte del comportamento del vento solare molto meglio del previsto. Questo è un risultato molto importante per i modellisti del vento solare perché può giustificare l'applicazione di MHD, sulla base di primi principi e osservazioni."

Per dimostrare la sua teoria, Verscharen ha raccolto dati presi dalla navicella spaziale WIND, che è attualmente in orbita nel vento solare, dai coautori dello studio Christopher Chen dell'Imperial College di Londra e Robert Wicks dell'University College di Londra. Dopo aver confrontato la teoria con i dati reali del veicolo spaziale, il team ha scoperto che il tipo di disturbo che stavano studiando si comportava molto più come un fluido che come un mezzo cinetico con particelle senza collisioni. Questo era inaspettato perché credevano che la teoria cinetica avrebbe dovuto funzionare molto meglio in un gas diluito, o magro, come il vento solare.

La scoperta potrebbe portare a un modo più efficiente per prevedere il tempo spaziale per le istituzioni che hanno bisogno di modellare continuamente il vento solare, come la NASA. Le condizioni meteorologiche avverse dello spazio possono causare guasti ai satelliti e alle comunicazioni, Perdita GPS, interruzioni di corrente, e può persino avere effetti sulle compagnie aeree commerciali e sui voli spaziali. Per prevedere gli effetti che il plasma del vento solare e le particelle energetiche potrebbero avere su questi sistemi, i modellisti attualmente eseguono diverse simulazioni al computer e confrontano i risultati. Verscharen e il suo team ritengono che le loro scoperte potrebbero aiutare a sviluppare una serie di criteri per determinare quale tipo di modellazione sarebbe più appropriato per i loro sforzi di previsione in situazioni specifiche.

"Se i parametri del vento solare fossero in un certo modo, potrebbero usare la modellazione MHD e, in caso contrario, potrebbero essere migliori per eseguire simulazioni basate sulla teoria cinetica, " ha detto Verscharen. "Fornirebbe solo un modo più efficiente per prevedere il tempo spaziale e il vento solare".

Non è ancora chiaro perché il vento solare si comporti come un fluido. I ricercatori sperano che studi futuri determineranno in quali condizioni il vento solare può essere modellato come un fluido con MHD, e quando sarebbe necessario un modello cinetico.