بزرگ ترین آشفتگی مغناطیسی جهان در کهکشان نقشه برداری شد
به گزارش اسمارت کاور، دانشمندان با استفاده از ابر رایانه قدرتمند، بزرگ ترین آشفتگی مغناطیسی جهان را در کهکشان نقشه برداری کردند.
به گزارش اسمارت کاور به نقل از ایسنا، «آشفتگی»(Turbulence) یا تلاطم، پدیده ای فراگیر است. این پدیده از فنجان قهوه گرفته تا امواج اقیانوس و پروازهای پردست انداز مشاهده می شود. این پدیده قدرتمند، تنها محدود به زمین نیست، بلکه نفوذ آن در سراسر کهکشان و جهان گسترده شده است.
به نقل از آی ای، با وجود گستردگی «آشفتگی ها»، این پدیده بازهم یک معمای بزرگ حل نشده در فیزیک است. کارشناسان سال هاست که تلاش می کنند تا دریابند انرژی این پدیده چگونه در مقیاس های مختلف حرکت می کند. حالا، یک تیم تحقیقاتی بین المللی به سرپرستی «دانشگاه پرینستون»(Princeton) و «دانشگاه تورنتو»(Toronto) این پروسه را با وضوحی استثنایی مشاهده کرده است.
پژوهشگران گرد هم آمدند تا چیزی را توسعه دهند که گفته می شود بزرگ ترین شبیه سازی های تاریخ از «آشفتگی مغناطیسی شده» است. در این پژوهش جدید، مقیاس شبیه سازی ها نیازمند تلاشی محاسباتی معادل اجرای همزمان ۱۴۰ هزار کامپیوتر بود.
«جیمز بیتی»(James Beattie)، پژوهشگر فوق دکترا در دپارتمان علوم اخترفیزیکی «دانشگاه پرینستون» می گوید: برای درک مقیاس این شبیه سازی های عظیم، اگر ما یکی از آنها را روی یک لپ تاپ شخصی، همزمان با زمان اهلی کردن حیوانات توسط انسان ها آغاز می کردیم، حالا بتازگی به انتها می رسید.
«بیتی» اضافه کرد: خوشبختانه با بهره گیری از منابع اعجاب انگیز مرکز سوپر کامپیوتر «لایبنیتس»(Leibniz) می توانیم حجم کار را بین هزاران کامپیوتر توزیع نماییم تا محاسبات را تسریع نماییم.
پدیده پریشانی از نوع کهکشانی
این شبیه سازی ها بر پریشانی های کهکشانی متمرکز بودند و حرکات بی نظم درون محیط «میان ستاره ای»(interstellar) را بررسی می کردند. این محیط موادی که فضاهای وسیع بین ستارگان در کهکشان ما را پر می کنند، می سازند.
پژوهشگران بوسیله شبیه سازی های بسیار دقیق از «آشفتگی کهکشانی»، تفاوت های شایان توجهی را با مدلهای دیرینه اخترفیزیکی کشف کردند. آنها دریافتند که میدان های مغناطیسی تاثیر قدرتمندی بر نحوه حرکت انرژی در این فضای کیهانی دارند.
شبیه سازی ها نشان داد که میدان های مغناطیسی در محیط «میان ستاره ای»، حرکات متلاطم در مقیاس کوچک را کم می کنند، در صورتیکه پدیده های موجی، امواج خاصی موسوم به «امواج آلفوین»(Alfvén waves) را تقویت می کنند.
این یافته ها می تواند بینش هایی را در مورد ساختار «آشفتگی» کهکشان، حرکت ذرات پرانرژی و حتی نحوه تولد ستارگان در محیط های آشفته عرضه نماید.
بگفته ناسا، «آشفتگی» در مقیاس بزرگ برای تشکیل ستارگان در ابرهای مولکولی وسیع کهکشان راه شیری بسیار اهمیت دارد.
«بیتی» اشاره کرد: رؤیای ما کشف خصوصیت های جهانی در پدیده «آشفتگی» در سرتاسر جهان هستی است و ما به فشار آوردن بر محدودیت های نسل بعدی شبیه سازی ها برای آزمایش این ایده ادامه خواهیم داد.
استفاده از سوپر کامپیوتر ها
هنوز یک پروسه ریاضی کامل برای پیش بینی نحوه حرکت انرژی از مقیاس های بزرگ به کوچک در اقیانوس ها، جو یا فضا وجود ندارد.
به سبب وجود میدان های مغناطیسی، مدل سازی انتقال انرژی در فضا چالش برانگیزتر است و به منابع محاسباتی قابل توجهی نیاز دارد.
به همین دلیل، این تیم از قدرت محاسباتی سوپر کامپیوتر «SuperMUC-NG» در مرکز «لایبنیتس» در آلمان استفاده کرد. این امر به پژوهشگران اجازه داد تا هزارها محاسبات را در یک بازه زمانی قابل مدیریت فشرده کنند.
این مدل یک مکعب مجازی عظیم است که ۱۰ هزار و ۸۰ واحد در هر ضلع تولید می کند. این بزرگ ترین شبیه سازی از «آشفتگی مغناطیسی شده» است که تا حالا به وجود آمده است و به پژوهشگران این امکان را می دهد تا پدیده ها را در گستره وسیع تری از مقیاس ها نسبت به گذشته مطالعه کنند.
نتایج این پژوهش فراتر از اخترفیزیک نظری است. برای سفر ایمن به فضا، درک بهتر از پدیده «آشفتگی» و ایجاد ذرات پرانرژی از نظر عملی اهمیت دارد.
بنابراین، پیش بینی آب و هوای فضایی برای ایمنی تجهیزات و جان انسان ها اهمیت پیدا کرده است.
«آمیتاوا باتاچارجه»(Amitava Bhattacharjee) یکی از نویسندگان این مطالعه می گوید: این پژوهش پیامدهایی برای پیش بینی و نظارت بر آب و هوای فضایی دارد تا محیط پلاسمایی اطراف ماهواره ها و ماموریت های فضایی آینده و همین طور شتاب ذرات بسیار پرانرژی را بهتر درک نماییم. این ذرات می توانند به همه چیز صدمه برسانند و جان انسان ها را در فضا به خطر بیندازند.
این مطالعه در مجله Nature Astronomy انتشار یافته است.
مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب