Des chercheurs du Centre d’astrophysique computationnelle de l’Université de Chicago ont simulé l’activité à la surface du Soleil, connue sous le nom de photosphère, et dans sa couche externe, appelée couronne. Leur objectif était de comprendre comment les champs magnétiques sont générés et stockés dans les deux régions.
"Pour sonder ces phénomènes, nous avons zoomé sur le Soleil comme jamais auparavant, modélisant un nombre sans précédent de minuscules structures dans la photosphère et la couronne ainsi que leurs interactions", a déclaré Juanyi Cao, chercheur postdoctoral à l'Université de Chicago et à l'Université de Chicago. premier auteur d'une étude publiée dans Astrophysical Journal Letters. "Le sommet nous a permis d'effectuer la simulation à la plus haute résolution jamais réalisée de ces événements à petite échelle afin de trouver la preuve la plus convaincante de la reconnexion magnétique en action."
La simulation révèle la présence d’une reconnexion magnétique sur toute la surface du Soleil, indiquant comment les champs magnétiques se brisent et se reconnectent continuellement dans toute l’atmosphère du Soleil. Ce processus conduit au développement de structures à plus grande échelle telles que des taches solaires et des boucles coronales qui façonnent le magnétisme du Soleil et déterminent les événements météorologiques spatiaux.
"La simulation du Soleil à ce niveau de détail prenait plusieurs mois auparavant. En l'exécutant sur Summit, nous avons fait les mêmes calculs en seulement 10 jours", a déclaré Congedo.
Les scientifiques ont validé la simulation en comparant leurs résultats avec les observations faites par le spectrographe d'imagerie de région d'interface de l'observatoire de dynamique solaire de la NASA. Cette correspondance étroite démontre que la simulation produit une physique réaliste et constitue un outil précieux pour étudier la génération du champ magnétique solaire.
Les exigences informatiques de la simulation poussent les supercalculateurs actuels dans leurs retranchements. Chacune des cinq simulations effectuées a nécessité des milliers de nœuds de calcul sur le supercalculateur hautement parallèle Summit pendant plusieurs semaines. L’ensemble des données s’élève à plus de 200 téraoctets.
« Nos simulations démontrent que la génération actuelle de supercalculateurs nous permet de résoudre des problèmes d’astrophysique auparavant insolubles. Nous entrons dans une ère passionnante où nous pouvons régulièrement sonder l’atmosphère du Soleil à des échelles spatiales et temporelles sans précédent, ouvrant la voie à des avancées révolutionnaires dans notre compréhension de l’activité solaire », a déclaré Congedo.
