As simulações do supercomputador desbloqueiam um antigo quebra-cabeça do Clima Espacial

 Caros Leitores;

Missão Solar Orbiter da ESA. Crédito: ESA / ATG medialab

Os cientistas há muito questionam por que as explosões de gás quente do Sol não esfriam tão rápido quanto o esperado, e agora usaram um supercomputador para descobrir.

A equipe irá comparar as simulações com dados 'reais' da missão Solar Orbiter, com a esperança de que ela confirme suas previsões e forneça uma resposta conclusiva.

O vento solar é um fluxo de partículas carregadas disparadas continuamente do Sol para o Sistema Solar. Essas ejeções têm um grande impacto nas condições de nosso Sistema Solar e atingem constantemente a Terra.

Impactos na Terra

Se o vento solar for particularmente forte, pode causar problemas para:

• satélites
• astronautas no espaço
• celulares
• transporte
• redes de eletricidade

Para prever e se preparar com sucesso para esses eventos do clima espacial, uma equipe de cientistas está tentando resolver os mistérios que o clima espacial guarda. Isso inclui como o vento solar é aquecido e acelerado.

A equipe, com financiamento do Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia (STFC) e liderada pela UCL, executou e analisou simulações do vento solar em um poderoso supercomputador.

As simulações foram realizadas utilizando o serviço de Pesquisa Distribuída utilizando Advanced Computing (DiRAC) High Performance Computing (HPC) do serviço Data Intensive at Leicester, financiado pelo STFC.

Quando o vento solar atinge a Terra, é quase 10 vezes mais quente do que o esperado, com uma temperatura de cerca de 100.000 a 200.000 graus Celsius. A atmosfera externa do sol, de onde o vento solar se origina, é normalmente de um milhão de graus Celsius.

Simulando o vento solar

Usando essas simulações, a equipe deduziu que o vento solar permanece quente por mais tempo por causa da reconexão magnética em pequena escala que se forma na turbulência do vento solar.

Esse fenômeno ocorre quando duas linhas de campo magnético opostas se rompem e se reconectam, liberando enormes quantidades de energia. Este é o mesmo processo que desencadeia grandes erupções na atmosfera externa do Sol.

O autor principal, Jeffersson Agudelo, da UCL, disse: "A reconexão magnética ocorre quase espontaneamente e o tempo todo no turbulento vento solar. Esse tipo de reconexão normalmente ocorre em uma área de várias centenas de quilômetros - que é realmente pequena em comparação com as vastas dimensões do espaço. Usando o poder dos supercomputadores, temos sido capazes de abordar esse problema como nunca antes. Os eventos de reconexão magnética que observamos na simulação são tão complicados e assimétricos que estamos continuando nossa análise desses eventos".

Usando dados do Solar Orbiter

Para confirmar as suas previsões, a equipa irá comparar os seus dados com os recolhidos pela mais recente missão principal da Agência Espacial Europeia (ESA), a Solar Orbiter.
O Solar Orbiter foi projetado para encontrar as origens e as causas do vento solar e estudar o funcionamento do nosso Sol.

Agudelo explicou: "Este é um momento incrivelmente excitante para combinar enormes simulações de plasma com as últimas observações do Solar Orbiter. Nossa compreensão de reconexão e turbulência pode dar um grande salto à frente, combinando nossas simulações com os novos dados do Solar Orbiter".

Um dos instrumentos a bordo da espaçonave é o instrumento de Investigação Espectral do Ambiente Coronal do STFC RAL Space (SPICE). O instrumento ajudará a resolver um dos segredos do sol - de onde vem o vento solar e como ele escapa do Sol.

Mais informações: Jeffersson A. Agudelo Rueda et al. Reconexão magnética tridimensional em simulações de partículas em células de turbulência de plasma anisotrópico, Journal of Plasma Physics (2021). DOI: 10.1017 / S0022377821000404Fornecido pelo Conselho de Pesquisa Médica

Fonte: PHys News / pelo Conselho de Pesquisa Médica  / 14-05-2021

https://phys.org/news/2021-05-supercomputer-simulations-space-weather-puzzle.html

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Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.

Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.

Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.

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