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O forte e dinâmico campo magnético do Sol pode catapultar enormes jatos de plasma conhecidos como ejeções de massa coronal (CMEs) para o sistema solar. Às vezes, eles atingem a Terra, onde podem derrubar redes elétricas e danificar satélites. Os cientistas não entendem completamente como os campos magnéticos são gerados e amplificados dentro do Sol, mas um estudo publicado recentemente na Astronomia da Natureza responde a uma das questões fundamentais sobre este complexo processo. Ao esclarecer a dinâmica por trás do clima solar, essas descobertas podem ajudar a prever grandes eventos solares alguns dias antes, fornecendo um tempo extra vital para nos prepararmos.
O magnetismo do Sol vem de um processo conhecido como dínamo solar. Consiste em duas partes principais, o dínamo de grande escala e o dínamo de pequena escala, nenhum dos quais os cientistas conseguiram modelar completamente ainda. Na verdade, os cientistas nem têm certeza se um dínamo de pequena escala poderia existir nas condições encontradas no Sol. Abordar essa incerteza é importante, porque um dínamo de pequena escala teria um grande efeito na dinâmica solar.
No novo estudo, cientistas da Aalto University e do Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) abordaram a questão do dínamo em pequena escala executando simulações de computador massivas em supercomputadores em escala peta na Finlândia e na Alemanha. O poder de computação conjunta permitiu à equipe simular diretamente se o Sol poderia ter um dínamo de pequena escala.
“Usando uma das maiores simulações de computação disponíveis atualmente, alcançamos a configuração mais realista até o momento para modelar este dínamo”, diz Maarit Korpi-Lagg, líder do grupo de astroinformática e professor associado do departamento de ciência da computação da Aalto University. “Mostramos não apenas que o dínamo de pequena escala existe, mas também que ele se torna mais viável à medida que nosso modelo se assemelha mais ao Sol.”
Alguns estudos anteriores sugeriram que o dínamo de pequena escala pode não funcionar nas condições encontradas em estrelas como o Sol, que têm um número de Prandtl magnético muito baixo (PrM), uma medida usada em física de fluidos e plasma para comparar a rapidez com que as variações em o campo magnético e as velocidades se equilibram. A equipe de pesquisa de Korpi-Lagg modelou condições de turbulência com valores de PrM sem precedentes e descobriu que, ao contrário do que se pensava, um dínamo de pequena escala pode ocorrer em valores tão baixos.
“Este é um grande passo para a compreensão da geração de campo magnético no Sol e em outras estrelas”, diz Jörn Warnecke, pesquisador sênior de pós-doutorado do MPS. ‘Este resultado nos deixará mais perto de resolver o enigma da formação do CME, que é importante para criar proteção para a Terra contra o clima espacial perigoso.’
O grupo de pesquisa está atualmente expandindo seu estudo para valores magnéticos de Prandtl ainda mais baixos usando código acelerado por GPU no novo supercomputador pré-exascale pan-europeu LUMI. Em seguida, eles planejam estudar a interação do dínamo de pequena escala com o dínamo de grande escala, responsável pelo ciclo solar de 11 anos.
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