Revolucionarna simulacija otkriva tajne magnetizirane turbulencije

Revolucionarna simulacija otkriva tajne magnetizirane turbulencije

Međunarodni istraživači upotrijebili su revolucionarnu simulaciju kako bi istražili dinamiku magnetizirane turbulencije u svemiru. Ova nova studija ne samo da predstavlja značajan napredak u astrofizičkom istraživanju, već također pruža dublje uvide u evoluciju galaksija i uvjete za formiranje zvijezda.

Simulacija, koja je provedena na superračunalu SuperMUC-NG u Leibniz Supercomputing Centru u Garchingu blizu Münchena, smatra se najopsežnijom te vrste. Zahtijevao je više od 80 milijuna CPU sati i izvršavao se na 140.000 računalnih jezgri. SuperMUC-NG jedno je od najjačih europskih superračunala i ima 6480 računalnih čvorova, od kojih svaki ima 48 jezgri.

Uloga turbulencije

Turbulencije u svemiru nastaju u plazmi, vrućem, električki nabijenom plinu. Ova turbulencija je pod snažnim utjecajem magnetskih polja, što predstavlja nove izazove za klasičnu teoriju turbulencije. Istraživači su otkrili da se temeljni principi ove teorije ne mogu primijeniti u kontekstu magnetizirane plazme. Konkretno, turbulentna kaskada, gdje se energija prenosi s većih na manje razmjere, pokazuje značajna odstupanja od tradicionalnih modela.

U svom modelu, tim razmatra prijelaz između nadzvučne i podzvučne turbulencije, ključni proces za astrofizičku plazmu. Simulacija detaljno identificira kako magnetska polja utječu na kaskadiranje energije u međuzvjezdanom mediju potiskujući kretanje malih razmjera i pojačavajući poremećaje nalik valovima. Ova otkrića su ključna za teorijske modele nastanka zvijezda.

Važni rezultati

Rezultati simulacije pokazuju da u međuzvjezdanom mediju postoje dvije različite kaskade ovisne o mjerilu. Ispod brzine zvuka, magnetska polja dominiraju pokretima, dok su nadzvučna strujanja određena kinetičkom energijom. Ova otkrića imaju dalekosežne implikacije za naše razumijevanje prijenosa visokoenergetskih čestica između zvijezda i strukture galaksije.

Središnji parametar u izračunima bio je Reynoldsov broj, koji opisuje omjer inercijskih sila i viskoznih sila. Za simulaciju su korišteni Reynoldsovi brojevi veći od jednog milijuna, što je pomoglo u ostvarenju iznimne točnosti rezultata. Očekuje se da će ovaj rad ne samo produbiti razumijevanje turbulentnih procesa u Svemiru, već i imati pozitivan utjecaj na izravne primjene u sustavu Sunce-Zemlja i širokim područjima astrofizike.

Rezultati istraživanja nedavno su objavljeni u časopisu Nature Astronomy, naglašavajući relevantnost i inovativnu prirodu ovog znanstvenog istraživanja. Studija pokazuje koliko je važno bolje razumjeti složene interakcije u međuzvjezdanom mediju kako bi se sveobuhvatno objasnila evolucija i struktura galaksija.

O rezultatima i metodologiji studije može se dalje raspravljati i oni su detaljno dostupni u publikaciji na web stranici Sveučilišta Heidelberg i na scinexx.de. Ovakav razvoj mogao bi značajno utjecati na sljedeću generaciju astrofizičkih istraživanja i otvoriti nove putove u proučavanju svemira.

Za više informacija pogledajte izvješća iz sveučilište u Heidelbergu, scinexx i u publikaciji u Astronomija prirode.