超级计算机模拟提供了更好的太阳磁场图

太阳强大的动态磁场可以将称为日冕物质抛射 (CME) 的巨大等离子体射流弹射到太阳系中。有时它们会撞击地球，在那里它们会破坏电网并损坏卫星。科学家们并不完全了解磁场是如何在太阳内部产生和放大的，但最近发表在《自然天文学》 上的一项研究回答了关于这一复杂过程的一个基本问题。通过阐明太阳天气背后的动态，这些发现可以帮助提前几天预测主要的太阳事件，为我们提供重要的额外时间来准备。

太阳的磁性来自称为太阳能发电机的过程。它由两个主要部分组成，即大型发电机和小型发电机，科学家们尚未能够对其进行完整建模。事实上，科学家们甚至不确定在太阳条件下是否存在小型发电机。解决这种不确定性很重要，因为小型发电机会对太阳动力学产生很大影响。

在这项新研究中，阿尔托大学和马克斯普朗克太阳系研究所 (MPS) 的科学家通过在芬兰和德国的千万亿级超级计算机上运行大规模计算机模拟来解决小型发电机问题。联合计算能力使团队能够直接模拟太阳是否可以拥有小型发电机。

天体信息学组组长兼阿尔托大学计算机科学系副教授 Maarit Korpi-Lagg 说：“使用目前可用的最大可能计算模拟之一，我们实现了迄今为止最真实的发电机模型设置。” “我们不仅证明了小型发电机的存在，而且随着我们的模型更接近太阳，它变得更加可行。”

之前的一些研究表明，小型发电机可能无法在太阳等恒星的条件下工作，这些恒星的磁普朗特数 (PrM) 非常低，这是流体和等离子体物理学中用来比较变化速度的方法。磁场和速度均匀。Korpi-Lagg 的研究团队模拟了具有前所未有的低 PrM 值的湍流条件，发现与之前的想法相反，小型发电机可以在如此低的值下发生。

MPS 的高级博士后研究员 Jörn Warnecke 说：“这是了解太阳和其他恒星磁场产生的重要一步。” “这一结果将使我们更接近解决 CME 形成之谜，这对于设计保护地球免受危险太空天气的影响非常重要。”

该研究小组目前正在将他们的研究扩展到在新的泛欧百亿亿级超级计算机 LUMI 上使用 GPU 加速代码甚至更低的磁性普朗特数值。接下来，他们计划研究小型发电机与负责 11 年太阳周期的大型发电机之间的相互作用。

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