新技术精确模拟银河系星际湍流,为研究大量天体物理现象提供新见解

3个月前 来源:中国科技网 观看:98

加拿大多伦多大学、美国普林斯顿大学、澳大利亚国立大学的联合团队展开合作,开发出一种创新的计算机模拟技术,能以前所未有的高精度和大尺度深入探索星际介质(ISM)中的磁力和湍流。ISM是充满银河系恒星之间的气体和带电粒子的广阔空间。这一模型将能为研究ISM、银河系磁力、恒星形成和宇宙射线传播等天体物理现象提供新的见解。相关研究成果发表于最新一期《自然·天文学》杂志。QMl即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

无论是在星系间、星系内、太阳系内,还是在日常生活中,湍流的表现都惊人地相似,这种一致性具有极大的科学吸引力。天体物理环境中的湍流与地球上的湍流略有所区别,其中的关键区别在于磁场的存在,这从根本上改变了湍流的性质。在星际空间中,粒子数量远少于地球上真空实验中的粒子,但它们的运动足以产生磁场。QMl即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

银河系磁场的强度虽然仅为冰箱磁铁的几百万分之一,但仍是塑造宇宙的重要力量之一。此次的新模型是目前同类系统中最强大的,它的运行依赖于德国莱布尼茨超级计算中心的SuperMUC-NG超级计算机。它正挑战着人们对磁化湍流如何在天体物理环境中运作的理解。QMl即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

新模型在尺寸和细节上都取得了重大突破,最大版本可模拟约30光年边长的空间体积,而最小版本则可缩小为大约1/5000。这一模型有助于人们理解银河系整体磁场。QMl即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

新模型除了具有更高的分辨率和可扩展性,还能模拟ISM密度的动态变化,这是以往模型所未能考虑的。团队利用从太阳—地球系统观测的数据来测试模拟结果,取得了良好的匹配。这意味着通过模拟就可更好地了解太空天气及其对地球的影响。QMl即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

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湍流普遍存在于星际、大气、海洋、江河等自然现象和飞行器尾流、燃烧器燃烧等工程现象中。湍流问题是力学中一个复杂的问题,足够人们终其一生去研究。天体物理环境中的湍流与地球上的湍流略有区别,关键在于磁场。借助超级计算机的计算能力,科研人员开发出一种模拟技术,能以更高分辨率对星际介质中的磁力和湍流进行观察。这种模型让我们了解磁场如何引导气体流动、影响恒星诞生,并更加清楚如太阳风暴之类的宇宙天气对地球的影响。QMl即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

加拿大多伦多大学、美国普林斯顿大学、澳大利亚国立大学的联合团队展开合作,开发出一种创新的计算机模拟技术,能以前所未有的高精度和大尺度深入探索星际介质(ISM)中的磁力和湍流。ISM是充满银河系恒星之间的气体和带电粒子的广阔空间。这一模型将能为研究ISM、银河系磁力、恒星形成和宇宙射线传播等天体物理现象提供新的见解。相关研究成果发表于最新一期《自然·天文学》杂志。QMl即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

无论是在星系间、星系内、太阳系内,还是在日常生活中,湍流的表现都惊人地相似,这种一致性具有极大的科学吸引力。天体物理环境中的湍流与地球上的湍流略有所区别,其中的关键区别在于磁场的存在,这从根本上改变了湍流的性质。在星际空间中,粒子数量远少于地球上真空实验中的粒子,但它们的运动足以产生磁场。QMl即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

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