È noto che la corona solare, lo strato più esterno dell'atmosfera solare, è circa 100 volte più calda della sua fotosfera, lo strato visibile del sole. La ragione di questo misterioso riscaldamento del plasma solare coronale, però, non è ancora del tutto compreso. Un gruppo di ricerca in India ha sviluppato una serie di calcoli numerici per far luce su questo fenomeno, e presente questa settimana in Fisica dei Plasmi , analisi che esamina il ruolo dei campi magnetici caotici nei potenziali meccanismi di riscaldamento.
Operando sotto l'idea che esistono linee di campo magnetico caoticamente aggrovigliate in tutti i plasmi astrofisici, il team ha utilizzato la simulazione al computer ad alte prestazioni per ottenere una comprensione di queste linee di campo caotiche. Nello specifico, hanno studiato le condizioni che creano nastri di intensa corrente elettrica, noti come fogli correnti.
I fogli attuali, creduto di essere prodotto nel plasma coronale, sono potenziali siti di riconnessione magnetica, che forniscono un meccanismo per il riscaldamento estremo della corona. Inoltre, all'interno delle schede correnti, il campo elettrico aumenta e accelera le particelle cariche.
"Vogliamo fare un passo avanti per spiegare la generazione spontanea di questi fogli attuali, " ha detto Sanjay Kumar, un membro del gruppo di ricerca.
Il metodo di ricerca si è concentrato sul consentire un incomprimibile, magnetofluido termicamente omogeneo con conduttività elettrica infinita per rilassarsi tramite dissipazione viscosa, verso uno stato finale caratterizzato. I calcoli sono stati resi coerenti con la teoria magnetostatica ben accettata e hanno portato allo sviluppo spontaneo del foglio di corrente, rendendoli rilevanti per lo studio dell'accelerazione delle particelle nei plasmi astrofisici.
Usando Vikram-100, la struttura di calcolo ad alte prestazioni 100TF presso il Laboratorio di ricerca fisica, i ricercatori hanno simulato il rilassamento viscoso e verificato un accurato congelamento del flusso, un comportamento conservativo che una simulazione affidabile deve dimostrare. Il team ha tracciato le intensità massime delle densità di corrente del volume per tendenze specifiche di aumento del caos del campo magnetico, che forniva una misura della produzione degli attuali fogli. Inoltre, le grandezze massime della densità di corrente del volume sono risultate in scala con la risoluzione numerica utilizzata nella simulazione al computer, che ha mostrato il ridimensionamento previsto dell'attuale sviluppo del foglio.
Il semplice fatto che il valore massimo della densità di corrente del volume è stato aumentato con l'aumento del caos della linea del campo magnetico, chiamato "caoticità, " suggerisce una proporzionalità diretta tra l'intensità del foglio corrente e la caoticità.
Nei tre casi studiati, i ricercatori hanno trovato la formazione di due diversi set di fogli correnti. Un insieme è stato disposto lungo l'asse y, mentre il secondo si è formato in un luogo diverso e in un momento successivo al primo. Dalla loro analisi di questo evento, il team ha determinato che un'evoluzione favorevole avvicina le linee del campo magnetico non parallele e intensifica i fogli di corrente.
Queste simulazioni forniscono nuove e nuove informazioni sull'influenza delle linee caotiche del campo magnetico sullo sviluppo spontaneo dei fogli di corrente, e quindi potenziali luoghi di accelerazione delle particelle.
"Questa è la prima volta che spieghiamo il ruolo della linea di campo caotica nel generare questi fogli di corrente spontanea, "Kuma ha detto, riferendosi alla comunità scientifica nel suo insieme.
