Untuk
mata telanjang, Matahari datang dan pergi setiap hari persis seperti yang
terlihat hari sebelumnya - bulat, kuning-oranye dan cerah, mungkin sahabat
manusia yang paling meyakinkan dan terpanjang. Anehnya, bagaimanapun, ada
banyak kita masih tidak tahu tentang bintang terdekat kita dan, meskipun
keseragaman dari jendela kami lebih dari 90 juta mil jauhnya, Matahari adalah
sesuatu tetapi konstan. Dari dekat, itu adalah, menggemparkan kekerasan,
makhluk yang berkembang dibungkus dalam radiasi dan magnet.
Dan, meskipun
penampilan meyakinkan Matahari, kekuatan magnet yang dapat mendatangkan
malapetaka pada satelit komunikasi, dan jilatan api matahari mungkin suatu hari
mempengaruhi cuaca ruang, tidak diragukan lagi merupakan faktor penting dalam
setiap perjalanan jangka panjang ruang masa depan. Oleh karena itu, pemahaman magnet melekat
Matahari dan evolusinya tidak hanya akan membantu kita untuk memahami detak
jantung dan evolusi tata surya kita, tetapi juga bisa membuktikan sangat
berguna dalam masa depan umat manusia.
Untuk tujuan ini, tim
yang dipimpin oleh Juri Toomre dari University of Colorado adalah menggunakan
Kraken, superkomputer Cray XT5, untuk mensimulasikan sebuah bintang mirip
Matahari. Terletak di Institut
Nasional Ilmu Komputasi, National Science Foundation yang didanai superkomputer
dikelola oleh University of Tennessee dan terletak di Oak Ridge National
Laboratory, Kraken peringkat kedelapan pada daftar Top 500 superkomputer
tercepat di dunia.
Temuan tim ini
mengungkapkan banyak tentang yang paling akrab bintang pendamping kita. Mungkin bahkan lebih penting, bagaimanapun,
adalah pertanyaan-pertanyaan yang muncul bahwa akan membutuhkan daya komputasi
ditingkatkan untuk menjawab dan, dengan demikian, sepenuhnya memahami pusat
tata surya kita. Menurut anggota tim
Ben Brown (Departemen Astronomi dan Pusat Magnetic Diri-Organisasi, Universitas
Wisconsin), peneliti ingin mengetahui persis apa daerah Matahari medan magnet
berasal dan bagaimana lapisan Matahari kepadatan, yang dikenal sebagai stratifikasi,
dan kecepatan rotasi membuat dan mempengaruhi mereka medan magnet.
Anatomi surya 101
Magnet Matahari secara
harfiah tertulis di wajahnya, dalam bentuk bintik matahari. Ini bintik-bintik hitam yang terlihat
berdenyut dengan energi magnetik dan bertanggung jawab untuk menghentikan
pendinginan konveksi dan wilayah yang mereka tempati. Bagi para peneliti mereka yang tak ternilai -
aktivitas magnet dalam bintik matahari sebenarnya dapat diukur, memberikan
informasi berharga, seperti siklus 11-tahun medan magnet Matahari, sebagaimana
dibuktikan dengan munculnya siklus bintik matahari lebih dari 11 tahun periode.
Dan, sementara ini
muncul bintik relatif dekat dengan permukaan matahari, peneliti tahu bahwa,
karena teori dinamo matahari, yang menyatakan bahwa medan magnet Matahari
dihasilkan oleh arus listrik mengalir jauh di dalam matahari, medan magnet
harus, juga, berasal suatu tempat di pedalaman Matahari. Lokasi dan mekanisme dinamo, atau generator
dari medan magnet, tetap menjadi misteri, bagaimanapun, kata Brown.
Selama bertahun-tahun,
diasumsikan bahwa kebohongan dinamo di tachocline, atau wilayah Matahari antara
zona radiasi, dekat inti, dan zona konvektif, yang menempati 30 persen luar. Teori dinamo menyatakan bahwa bidang ini
dihasilkan dari gerakan fluida, dan bagian dalam Matahari, khususnya zona
radiasi, yang bertingkat, yang berarti ia tidak memiliki gerakan fluida yang
diperlukan untuk menghasilkan ladang. Namun, zona konvektif dianggap terlalu bergolak untuk memberikan
stabilitas yang diperlukan untuk menjaga ladang.
Oleh karena itu, teori
menyatakan bahwa tachocline harus menjadi rumah bagi kepribadian magnet
Matahari, meskipun akan sulit untuk mendapatkan bidang-bidang ke permukaan
melalui zona konvektif kacau. Simulasi banyak Brown
mengejutkan mengungkapkan medan magnet yang berasal di zona konvektif,
pergeseran paradigma-pengembangan dalam ilmu surya.
"Di suatu tempat
di atau dekat zona konvektif telah menjadi lokasi dinamo matahari, tetapi kita
tidak tahu cara kerjanya," kata Brown.
Kepribadian magnetik
Fenomena lain
diselidiki oleh tim adalah hubungan antara rotasi, stratifikasi (lapisan
kerapatan) dan medan magnet. "Apakah kita
mendapatkan skala besar struktur [medan magnet]," tanya Brown hipotetis. Jawabannya, kata dia, adalah ya, tetapi dengan
peringatan, seperti sifat-sifat bintang simulasi.
Sebagai permulaan, tim
simulasi bintang dengan turbulensi jauh lebih sedikit dari Matahari, karena
batas komputasi dikenakan oleh turbulensi. Untuk secara akurat mensimulasikan Matahari, turbulance diselesaikan
simulasi akan perlu menggenjot produksinya dengan enam lipat, yang, kata Brown,
akan mengambil 80 hingga 100 tahun kemajuan komputasi sesuai dengan Hukum
Moore, yang menyatakan bahwa komputer hampir dua kali lipat dalam kecepatan
setiap dua tahun.
Selanjutnya, tim
menggunakan simulasi yang diputar bintang tiga sampai lima kali lebih cepat
dari Matahari sekarang. Umumnya, semakin cepat
bintang berputar, semakin magnet kepribadiannya. "Ketika kita mengamati bintang yang berbeda, kita melihat
mereka berputar pada tingkat yang berbeda, dan yang yang berputar lebih cepat
lebih magnetik, tetapi kita tidak tahu mengapa," kata Brown.
Meskipun turbulensi
berkurang dan rotasi ditingkatkan, bintang-bintang simulasi sekitar sebagai
dekat dengan Matahari sebagai komputasi mungkin. "Kita tidak dapat mensimulasikan Matahari," kata
Brown, "tapi kita bisa membuat sesuatu yang mirip dengan itu dalam banyak
hal dan menguji apakah atau tidak keputusan kita valid." Dan ketika Anda
melakukannya, Anda dapat mereproduksi diamati fitur tertentu dari Sun dan
pertandingan mereka di beberapa tingkat detail dalam simulasi masa depan.
Salah satu temuan
sangat mengejutkan mengenai hubungan antara rotasi dan magnet menonjol:
bintang-bintang berputar lebih cepat menampilkan rotasi diferensial kuat, atau
tingkat yang berbeda rotasi di kutub dan khatulistiwa, yang memproduksi
berskala global medan magnet, seperti diamati dalam Matahari. Untuk peneliti, ini berarti bahwa model mereka
sejauh ini sejalan dengan observasi, dan mereka semakin dekat untuk mengungkap
sifat misterius bintang tetangga kami berikutnya. Dengan kata lain, mereka yakin dapat melanjutkan dan terus
meningkatkan resolusi simulasi mereka, semua sementara memperoleh informasi
lebih lanjut dan lebih sebagai ke sumber kepribadian magnet Matahari
"dinamo".
Untuk Brown,
"fitur yang menonjol utama" dari model ini termasuk bahwa tim
dibangun medan magnet di zona konveksi yang tetap untuk jangka waktu, seperti
bidang matahari, dan bahwa bidang-bidang ini dapat mengalami pembalikan secara
teratur skala global (ditunjukkan oleh film di bawah) yang menunjukkan kesamaan
untuk memiliki matahari siklus 11 tahun aktivitas. Namun, ia mengakui bahwa bekerja pada
mekanisme dinamo adalah "upaya pertama sangat kasar." Pada akhirnya, tujuan
akhir dari simulasi, menurut Brown, adalah untuk "ide menguji dan melihat
apa yang mereka katakan pada kita tentang dinamo matahari. "
Uji ide mereka
lakukan, dan sementara pertanyaan mungkin lebih daripada jawaban terangkat,
setidaknya tim tahu itu menuju ke arah yang benar. Dan ketika mereka memperbaiki model mereka dan
sampai resolusi simulasi mereka, mereka membawa manusia selangkah lebih dekat
ke pemahaman yang lebih lengkap dari bintang yang paling penting, dan mungkin,
mungkin saja, membantu menyelamatkan satelit atau tanah orang di Mars. Melihat film: http://www.astro.wisc.edu/ ~
bpbrown/Downloads/Brown_et_al_2011_case_D5_reversal.mov
Sumber : http://www.scientificcomputing.com/news-HPC-Theres-a-Little-Black-Spot-on-the-Sun-Today-030411.aspx
Tidak ada komentar:
Posting Komentar