超级计算机模拟提供了更好的太阳磁场图像

流量和SSD解决方案的可视化。在模拟盒表面上，Re=18，和PrM=0.01的高分辨率SSD主动运行的流速（左）和磁场强度（右）。学分：自然天文学（年）。DOI：10./s---1

太阳强大的动态磁场可以将巨大的等离子体射流（称为日冕物质抛射（CME）弹射到太阳系中。有时它们会撞击地球，在那里它们可以摧毁电网并损坏卫星。

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基本问题之一。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重大太阳事件，为我们提供重要的额外准备时间。

太阳的磁性来自一个被称为太阳发电机的过程。它由两个主要部分组成，大型发电机和小型发电机，科学家们还无法完全建模。事实上，科学家们甚至不确定在太阳条件下是否存在小规模发电机。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次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。

“使用目前可用的最大的计算模拟之一，我们实现了迄今为止最真实的设置来模拟这个发电机，”阿尔托大学计算机科学系天体信息学组组长兼副教授MaaritKorpi-Lagg说。“我们不仅表明小型发电机存在，而且随着我们的模型更接近太阳，它变得更加可行。

以前的一些研究表明，在太阳等恒星中发现的条件下，小型发电机可能无法工作，这些恒星具有非常低的磁Prandtl数（PrM），这是流体和等离子体物理学中使用的一种度量，用于比较磁场和速度变化的速度。Korpi-Lagg的研究小组模拟了具有前所未有的低PrM值的湍流条件，并发现与人们的想法相反，小规模发电机可以在如此低的值下发生。

“这是了解太阳和其他恒星磁场产生的重要一步，”MPS高级博士后研究员J?rnWarnecke说。“这一结果将使我们更接近解决CME形成的谜团，这对于设计保护地球免受危险空间天气的影响非常重要。

该研究小组目前正在扩展他们的研究，以在新的泛欧百万兆次级超级计算机LUMI上使用GPU加速代码来降低磁性Prandtl数值。接下来，他们计划研究小型发电机与大型发电机的相互作用，后者负责11年的太阳周期。

更多信息：J?rnWarnecke等人，接近太阳磁普朗特数的小型发电机的数值证据，《自然天文学》（）。DOI：10./s---1

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