Une simulation révolutionnaire révèle les secrets de la turbulence magnétisée

Une simulation révolutionnaire révèle les secrets de la turbulence magnétisée

Des chercheurs internationaux ont utilisé une simulation révolutionnaire pour étudier la dynamique de la turbulence magnétisée dans l'espace. Cette nouvelle étude représente non seulement une avancée significative dans la recherche en astrophysique, mais fournit également des informations plus approfondies sur l’évolution des galaxies et les conditions de formation des étoiles.

La simulation, réalisée sur le supercalculateur SuperMUC-NG du Leibniz Supercomputing Center de Garching près de Munich, est considérée comme la plus complète du genre. Il a nécessité plus de 80 millions d'heures CPU et a été exécuté sur 140 000 cœurs de calcul. SuperMUC-NG est l'un des supercalculateurs les plus puissants d'Europe et possède 6 480 nœuds de calcul, chacun comportant 48 cœurs.

Le rôle des turbulences

La turbulence dans l’espace se produit dans le plasma, un gaz chaud chargé électriquement. Cette turbulence est fortement influencée par les champs magnétiques, ce qui pose de nouveaux défis à la théorie classique de la turbulence. Les chercheurs ont découvert que les principes fondamentaux de cette théorie ne s’appliquent pas au contexte des plasmas magnétisés. En particulier, la cascade turbulente, où l'énergie est transférée des échelles les plus grandes aux plus petites, présente des écarts significatifs par rapport aux modèles traditionnels.

Dans leur modèle, l’équipe considère la transition entre la turbulence supersonique et subsonique, un processus crucial pour les plasmas astrophysiques. La simulation identifie en détail comment les champs magnétiques influencent la cascade d'énergie dans le milieu interstellaire en supprimant les mouvements à petite échelle et en amplifiant les perturbations ondulatoires. Ces découvertes sont cruciales pour les modèles théoriques de la formation des étoiles.

Des résultats importants

Les résultats de la simulation montrent qu'il existe deux cascades différentes, dépendantes de l'échelle, dans le milieu interstellaire. En dessous de la vitesse du son, les champs magnétiques dominent les mouvements, tandis que les flux supersoniques sont déterminés par l'énergie cinétique. Ces découvertes ont des implications considérables pour notre compréhension du transport des particules de haute énergie entre les étoiles et la structure de la galaxie.

Un paramètre central dans les calculs était le nombre de Reynolds, qui décrit le rapport entre les forces d'inertie et les forces visqueuses. Des nombres de Reynolds supérieurs à un million ont été utilisés pour la simulation, contribuant ainsi à réaliser la précision exceptionnelle des résultats. On s'attend à ce que ces travaux approfondissent non seulement la compréhension des processus turbulents dans l'Univers, mais qu'ils aient également un impact positif sur les applications directes dans le système Soleil-Terre et dans de vastes domaines de l'astrophysique.

Les résultats de la recherche ont été récemment publiés dans la revue Nature Astronomy, soulignant la pertinence et le caractère innovant de cette investigation scientifique. L'étude montre à quel point il est important de mieux comprendre les interactions complexes dans le milieu interstellaire afin d'expliquer de manière globale l'évolution et la structure des galaxies.

Les résultats et la méthodologie de l'étude peuvent être discutés plus en détail et sont disponibles en détail dans la publication sur le site Web de l'Université de Heidelberg et sur scinexx.de. Ces développements pourraient influencer considérablement la prochaine génération de recherche en astrophysique et ouvrir de nouvelles voies dans l’étude de l’univers.

Pour plus d'informations, consultez les rapports de l'Université de Heidelberg, scinéxx et dans la publication dans Astronomie naturelle.