ابررایانه‌های ناسا درک ما از خورشید را متحول کرده‌اند و حرکات آشفته و رفتارهای پیچیده آن را با دقتی که پیش از این ممکن نبود به تصویر کشیده‌اند. با ترکیب شبیه‌سازی‌های پیشرفته و مشاهدات مأموریت‌های فضایی مانند رصدخانه دینامیک خورشیدی، پژوهشگران در حال بررسی دینامیک پلاسمای خورشیدی هستند که نقشی حیاتی در پیش‌بینی وضعیت آب‌و‌هوای فضایی دارد و برای ایمنی فضانوردان و اکتشافات فضایی ضروری است.
آشکارسازی اسرار خورشید توسط ابررایانه‌های ناسا
ابررایانه‌های پیشرفته ناسا علل رفتارهای پیچیده و پویا درونی خورشید را کشف می‌کنند. با بهره‌گیری از داده‌های به‌دست‌آمده از یک ناوگان فضاپیماهای رصدگر خورشید، دانشمندان به درک بی‌سابقه‌ای از دینامیک خورشیدی دست یافته‌اند که فرآیندهای پیچیده‌ای را در قلب منظومه شمسی ما فاش کرده است.
یک انیمیشن قابل توجه حرکت‌های آشفته در لایه‌های درونی خورشید را نشان می‌دهد. مواد پیچ می‌خورند و می‌چرخند که شبیه به حرکات یک قابلمه در حال جوشیدن یا یک گروه ماهی در حال چرخش است. این حرکت‌ها مواد را به سطح خورشید می‌فرستند یا آن را به اعماق می‌کشند و نمایشی جذاب از فعالیت‌های خورشیدی ایجاد می‌کنند.
شبیه‌سازی سه‌بعدی که تکامل جریان‌های آشفته در لایه‌های بیرونی خورشید را نشان می‌دهد. قرمزهای پررنگ‌تر و اشباع‌شده نمایانگر شدیدترین حرکت‌های پیچشی به سمت بالا یا پایین هستند. نواحی شفاف نمایانگر مناطقی هستند که تنها جریان‌های آهسته به سمت بالا وجود دارند و پیچش زیادی ندارند.
شبیه‌سازی‌های پیشرفته دینامیک خورشیدی را آشکار می‌کنند
ایرینا کیتیاشویلی، دانشمند مرکز تحقیقاتی ناسا در سیلیکون‌ولی کالیفرنیا که در رهبری این مطالعه کمک کرده است، توضیح می‌دهد:
شبیه‌سازی‌های ما از آنچه که ما رویکرد واقع‌گرایانه می‌نامیم استفاده می‌کنند، به این معنی که ما تمام آنچه را که تا به امروز درباره پلاسمای خورشیدی می‌دانیم، در نظر می‌گیریم تا پدیده‌های مختلفی که با مأموریت‌های فضایی ناسا مشاهده شده را بازسازی کنیم.
با استفاده از قابلیت‌های محاسباتی مدرن، این تیم تحقیقاتی برای اولین بار توانست ساختارهای دقیق لایه زیرین خورشید که با رصدخانه دینامیک خورشیدی ناسا مشاهده شده را بازسازی کند.
ایرینا کیتیاشویلی، ادامه داد:
در حال حاضر، ما قادر به ایجاد مدل‌های کلی و واقعی از تمام خورشید به دلیل پیچیدگی آن نیستیم. بنابراین، ما مدل‌هایی از مناطق یا لایه‌های کوچکتر ایجاد می‌کنیم که می‌توانند ساختارهای سطح خورشید و جو آن را نشان دهند، مانند امواج شوک یا ویژگی‌های شبیه به گردباد که تنها چند مایل اندازه دارند؛ این جزئیات بسیار ریزتر از آن است که یک فضاپیمای واحد بتواند آن را تشخیص دهد.
تأثیر تحقیقات خورشیدی بر پیش‌بینی وضعیت آب و هوای فضایی
دانشمندان در تلاشند تا خورشید و پدیده‌هایی که الگوهای فعالیت آن را هدایت می‌کنند بهتر درک کنند. ارتباط و تعاملات بین خورشید و زمین فصل‌ها، جریان‌های اقیانوسی، وضعیت آب و هوا، اقلیم، کمربندهای تابش، شفق‌ها و بسیاری دیگر از پدیده‌ها را به‌وجود می‌آورد. پیش‌بینی وضعیت آب‌و‌هوای فضایی برای اکتشاف فضا حیاتی است و از فضاپیماها و فضانوردان در کمپین آرتمیس ناسا پشتیبانی می‌کند. نظارت بر این محیط فضایی بخشی اساسی از درک و کاهش قرار گرفتن فضانوردان در معرض تابش فضایی و ایمنی فضاپیماها و ابزارهای ما است.
این سال برای خورشید ویژه بوده است؛ پر از رویدادهایی مانند خورشیدگرفتگی حلقوی، خورشیدگرفتگی کامل و رسیدن خورشید به دوره حداکثری خود در چرخه 11 ساله‌اش. در دسامبر 2024، مأموریت فضاپیمای پروب خورشیدی پارکر ناسا که به پژوهشگران کمک می‌کند تا وضعیت آب و هوای فضایی را از منبع اصلی درک کنند نزدیک‌ترین عبور خود از کنار خورشید را انجام خواهد داد و رکورد خود را به‌عنوان نزدیک‌ترین شیء ساخت بشر به خورشید خواهد شکست.
پیش‌بینی کشفیات و رکوردهای آینده
کیتیاشویلی گفت:
خورشید همچنان ما را شگفت‌زده می‌کند، ما مشتاقانه منتظریم که ببینیم چه رویدادهای هیجان‌انگیزی توسط خورشید انجام خواهد شد.”
این شبیه‌سازی‌ها بر روی ابررایانه پلیادس در مرکز ابررایانه پیشرفته ناسا در ناسا آمِس در طول چند هفته از زمان اجرا انجام شد و ترابایت‌ها داده تولید کرد.
منبع: Scitechdaily
