Идентифицированы ключевые различия между основными моделями солнечного ветра
AstroNews.ru - 16 Мая 2017 06:52:12
Проблема прогнозирования космической погоды, которая может вызвать проблемы со связью и другими спутниковыми операциями на Земле, требует глубокого понимания солнечного ветра (потоков заряженных частиц, высвобождаемых Солнцем) и сложных компьютерных моделей. Новое исследование, проведенное в Университете Нью-Гэмпшира (University of New Hampshire, UNH), США, показывает, что из существующих моделей солнечного ветра более точной является та модель, которая требует для расчетов не больше, а меньше машинного времени, чем другие.
В этой новой работе Даниэль Вершарен (Daniel Verscharen), ассистент-профессор физики из Центра наук о космосе UNH сравнил два широко используемых подхода к теоретическому описанию солнечного ветра, кинетическую теорию и магнитогидродинамику. Кинетическая теория рассматривает солнечный ветер как поток стремительно движущихся частиц и использует очень сложные математические методы, которые требуют больших затрат машинного времени при расчетах на суперкомпьютерах. Второй подход к описанию солнечного ветра, магнитогидродинамика, рассматривает поведение солнечного ветра как поведение текучей среды, более близкой к газу, и является более простой с точки зрения количества требуемых вычислений. К удивлению, это сравнение показало, что магнитогидродинамический способ описания солнечного ветра, то есть модель, которая рассчитывается существенно быстрее, дает более точные прогнозы.
Для проверки своих выводов Вершарен проанализировал данные, полученные при помощи космического аппарата WIND, который в настоящее время движется по орбите в потоках солнечного ветра, и сравнил их с результатами расчетов по кинетической и магнитогидродинамической моделям. Сравнение показало, что поведение солнечного ветра точнее описывается аналогией с поведением текучей среды и менее точно – моделью множества частиц, почти не испытывающих столкновений.
Как считает Вершарен, результаты этого нового исследования могут помочь ученым выработать критерии, позволяющие выбрать, какую именно из двух рассмотренных в исследовании моделей выбирать в той или иной ситуации при прогнозировании космической погоды.
Исследование вышло в журнале Astrophysical Journal.