Selasa, 31 Januari 2012

bintik hitam di daerah matahari


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