Kas yra smagiau už tai, kas netinkamai elgiasi? Kalbant apie saulės dinamiką, mes žinome daug, tačiau dar yra daugybė dalykų, kurių dar nesuprantame. Pvz., Kai dalelėmis užpildytas saulės šviesos pliūpsnis išlenda iš saulės, jos magnetinio lauko linijos gali padaryti gana netikėtus dalykus - pavyzdžiui, išsiskleisti ir greitai vėl prisijungti. Remiantis srauto užšalimo teorema, šios magnetinės linijos turėtų tiesiog „nutekėti užrakto žingsnyje“ su dalelėmis. Jie turėtų likti nepažeisti, bet to nedaro. Tai nėra tik paprasta taisyklė, kurią jie pažeidžia ... tai fizikos įstatymas.
Ką tai gali paaiškinti? Gegužės 23 d. „Gamta“ numeryje išspausdintame tarpdisciplininių tyrimų grupėje, kuriai vadovavo matematikos fizikas Johnsas Hopkinsas, galbūt buvo rastas patikimas paaiškinimas. Anot grupės, pagrindinis veiksnys yra turbulencija - „tas pats smurtinis sutrikimas, kuris gali sugadinti keleivio lėktuvą, kai jis atsiranda atmosferoje“ - arba tas, kurį tavo brolis palieka užmiršęs valgydamas keptas pupeles. Pasitelkę gerai organizuotą ir logiškai sukonstruotą kompiuterinio modeliavimo techniką, tyrėjai sugebėjo imituoti, kas nutinka, kai magnetinio lauko linijos susitinka su turbulencija saulės pliūpsnyje. Apsiginklavę šia informacija, jie tada galėjo pasakyti savo bylą.
„Fliuso užšalimo teorema dažnai gražiai paaiškina dalykus“, - teigė Taikomosios matematikos katedros ir statistikos profesorius Gregory Eyinkas, kuris buvo pagrindinis „Gamtos“ tyrimo autorius. „Bet kitais atvejais tai nepavyksta apgailėtinai. Mes norėjome išsiaiškinti, kodėl atsiranda ši nesėkmė. “
Kas yra srauto užšalimo teorema? Gal esate girdėję apie Hannes Alfvén. Jis buvo švedų elektrikas, plazmos fizikas ir 1970 m. Nobelio fizikos premijos laureatas už savo darbą magnetohidrodinamikos (MHD) srityje. Jis yra vyras, atsakingas už paaiškinimą, ką mes dabar žinome kaip Alfvevos bangas - žemo dažnio jonų svyravimus ir magnetinį lauką plazmoje. Na, prieš maždaug 70 metų jis sugalvojo, kad magnetinės jėgos linijos plaukia išilgai lokomotyvo skysčio, panašios į sriegio, tekančio palei srovę, fragmentus. Jiems turėtų būti neįmanoma sugriauti ir vėl prisijungti. Tačiau saulės fizikai atrado, kad tai nėra tas atvejis, kai kalbama apie veiklą ypač žiauriame saulės pliūpsnyje. Savo stebėjimuose jie nustatė, kad magnetinių laukų linijos šiuose pūsleliuose gali driektis iki lūžio taško ir vėl prisijungti per stebėtinai greitą laiką - vos 15 minučių. Kai tai atsitiks, jis išskiria daugybę energijos, kuri, savo ruožtu, suteikia energiją.
"Tačiau šiuolaikinės plazmos fizikos fliuso užšalimo principas reiškia, kad šis procesas Saulės koronoje turėtų užtrukti milijoną metų!" Eyink animaciniu būdu teigia. „Didelė astrofizikos problema yra ta, kad niekas negalėjo paaiškinti, kodėl kai kuriais atvejais šaldomas srautas, o kitais ne“.
Žinoma, visada buvo spėliojama, kad turbulencija galėjo būti pagrindinis mįslingo elgesio šaltinis. Laikas tyrimui? Jūs lažintis. Tada Eyinkas sujungė jėgas ir protus su kitais astrofizikos, mechaninės inžinerijos, duomenų valdymo ir informatikos ekspertais, įsikūrusiais Johns Hopkins ir kitose įstaigose. „Dėl būtinybės tai buvo labai bendradarbiavimo pastangos“, - sakė Eyinkas. „Kiekvienas prisidėjo prie savo patirties. Niekas negalėjo to pasiekti. “
Kitas žingsnis buvo sukurti kompiuterinį modeliavimą - modeliavimą, kuris galėtų dubliuoti saulės liepsnos aktyvumą plazmoje ir visus niuansus, kuriuos įkrautos dalelės patiria skirtingomis sąlygomis. „Mūsų atsakymas labai nustebino“, - teigė Eyinkas. „Magnetinis srautas, užšaldantis, nebetenka galios, kai plazma tampa nerami. Dauguma fizikų tikėjosi, kad užšalimas sraute vaidins dar didesnį vaidmenį, nes plazma taps pralaidžiau laidumui ir turbulencija, tačiau iš tikrųjų ji visiškai suyra. Dar didesnį netikėtumą nustatėme, kad magnetinio lauko linijų judėjimas tampa visiškai atsitiktinis. Aš turiu omenyje ne „chaotišką“, o kaip nenuspėjamą kaip kvantinę mechaniką. Užuot tekėjusios tvarkingai ir deterministiškai, magnetinio lauko linijos pasklido kaip rūkantis dūmų pluoštas. “
Be abejo, kiti saulės ekspertai mano, kad gali būti alternatyvių atsakymų apie šią taisyklių pažeidžiamąją veiklą saulės pliūpsniuose, tačiau, kaip sako Eyinkas, „aš manau, kad mes padarėme gana įtikinamą atvejį, kad vien turbulencija gali lemti lauko linijos pažeidimą“.
Labiausiai jaudina komandos nariai, dirbantys iš tokių labai skirtingų disciplinų. Tai buvo grupės pastangos, kurios padėjo Eyinki sugalvoti šią naują teoriją apie saulės liepsnos mįslę. „Mes panaudojome novatoriškus naujus duomenų bazių metodus, tokius kaip tie, kurie naudojami„ Sloan Digital Sky Survey “, kartu su didelio našumo skaičiavimo metodais ir originaliais matematiniais pokyčiais“, - sakė jis. „Norint sukurti iš esmės naują požiūrį į tyrimų su labai didelėmis duomenų rinkiniais metodą, reikėjo tobulos fizikos, matematikos ir informatikos santuokos.“
Pabaigoje Eyink pažymėjo, kad tokio tipo tyrimai gali mums padėti geriau suprasti saulės spindulius ir vainikinės masės išstūmimus. Kaip žinome, tokio tipo pavojingi „kosminiai orai“ gali pakenkti astronautams, sutrikdyti ryšių palydovus ir netgi būti atsakingi už elektros energijos tinklų išjungimą Žemėje. Ir jūs žinote, ką tai reiškia ... nėra palydovinės televizijos ir nėra galios jos žiūrėti. Bet tai yra O.K.
„Aš nevėlu vėluoti. Nerūpi eiti. Aš namie apie aštuonerius ... Tiesiog aš ir mano radijas. Negalima netinkamai elgtis .. Savinu „myliu tave“.
Originalus istorijos šaltinis: Johns Hopkins universiteto žinių laida.
