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Les astrophysiciens plasma de la KU Leuven ont créé la première simulation auto-cohérente des processus physiques qui se produisent lors d'une éruption solaire. Les chercheurs ont utilisé des superordinateurs flamands et une nouvelle combinaison de modèles physiques.
Les éruptions solaires sont des explosions à la surface du Soleil qui libèrent une énorme quantité d'énergie, l'équivalent d'un billion de bombes atomiques « Little Boy » explosant en même temps. Dans des cas extrêmes, les éruptions solaires peuvent désactiver les connexions radio et les centrales électriques sur Terre, mais ils sont aussi à la base de phénomènes météorologiques spatiaux époustouflants. Les lumières du nord, par exemple, sont liés à une éruption solaire qui perturbe le champ magnétique du Soleil à un point tel qu'une bulle de plasma solaire peut s'échapper de l'atmosphère du Soleil.
Simulation unique
Grâce aux satellites et aux télescopes solaires, nous comprenons déjà beaucoup de choses sur les processus physiques qui se déroulent lors d'une éruption solaire. Pour une chose, nous savons que les éruptions solaires convertissent l'énergie des champs magnétiques en chaleur, l'énergie lumineuse et de mouvement très efficacement.
Dans les manuels de sciences, ces processus sont généralement visualisés comme le modèle d'éruption solaire 2-D standard. Les détails de cette illustration, cependant, n'ont jamais été confirmés. C'est parce que la création d'une simulation entièrement cohérente est un énorme défi, étant donné qu'il faut tenir compte à la fois des effets macroscopiques (on parle ici de plusieurs dizaines de milliers de kilomètres :plus grand que la Terre) et de la physique des particules microscopiques.
Les chercheurs de la KU Leuven ont maintenant pu créer une telle simulation. Dans le cadre de sa recherche doctorale, Wenzhi Ruan a travaillé sur la simulation avec ses collègues de l'équipe du professeur Rony Keppens du département d'astrophysique des plasmas de la KU Leuven. Les chercheurs ont utilisé la puissance de calcul des superordinateurs flamands ainsi qu'une nouvelle combinaison de modèles physiques dans lesquels les effets microscopiques des particules chargées accélérées ont été pris en compte dans un modèle macroscopique.
Le nouveau modèle permet de calculer l'efficacité de conversion énergétique d'une éruption solaire. Crédit :KU Leuven - Wenzhi Ruan
De l'illustration du manuel au modèle cohérent
« Nos travaux permettent également de calculer l'efficacité de conversion énergétique d'une éruption solaire, " explique le professeur Rony Keppens. " Nous pouvons calculer cette efficacité en combinant la force du champ magnétique du Soleil aux pieds de l'éruption avec la vitesse à laquelle ces pieds se déplacent. Si nous pouvons terminer nos observations à temps, C'est, car tout se passe dans un laps de temps de quelques dizaines de secondes à quelques minutes."
"Nous avons converti les résultats de la simulation numérique en observations virtuelles d'une éruption solaire, où nous avons imité les télescopes dans toutes les longueurs d'onde pertinentes. Cela nous a permis de mettre à niveau le modèle d'éruption solaire standard d'une illustration de manuel à un modèle réel."
