ESA/WEBB, NASA & CSA, J. LEE AND THE PHANGS-JWST
MADRID 13 maio (EUROPA PRESS) -
Liderada pela Universidade de Princeton, uma equipe internacional de cientistas mediu, com precisão sem precedentes, como a energia turbulenta se move em uma ampla gama de escalas.
Desde as ondas ondulantes do oceano até o voo turbulento de um avião, a turbulência está em toda parte. Ela é onipresente em nossa galáxia e no universo em geral, moldando o comportamento do plasma, das estrelas e dos campos magnéticos. No entanto, apesar de sua onipresença, a turbulência continua sendo um dos maiores problemas não resolvidos da física.
Ao simular a turbulência semelhante à galáctica em grande detalhe, os pesquisadores descobriram desvios significativos dos modelos que orientaram a teoria astrofísica durante décadas.
A equipe observou explicitamente que os campos magnéticos alteram a forma como a energia passa em cascata pelo espaço entre as estrelas em nossa galáxia - conhecido como meio interestelar - suprimindo movimentos de pequena escala e aumentando certas perturbações de ondas conhecidas como ondas Alfvén.
As descobertas podem transformar a compreensão científica da estrutura turbulenta da galáxia, o transporte de partículas de alta energia e até mesmo o nascimento turbulento de estrelas.
Na prática, a compreensão e a modelagem adequada da turbulência e da produção de partículas altamente energéticas podem esclarecer como navegar com segurança no espaço.
"A pesquisa tem implicações para a previsão e o monitoramento do clima espacial, para entender melhor o ambiente de plasma em torno dos satélites e futuras missões espaciais, bem como a aceleração de partículas altamente energéticas, que danificam tudo e podem colocar em risco os seres humanos no espaço", disse Bhattacharjee, coautor do novo artigo e professor de Ciências Astrofísicas em Princeton.
"Muitas dessas questões fundamentais sobre turbulência de plasma são objeto de missões lançadas pela NASA e têm implicações para a compreensão da origem dos campos magnéticos cósmicos. Simulações como essas nos dariam insights sobre como interpretar medições de satélite e terrestres", disse Bhattacharjee.
FALTA UMA ESTRUTURA MATEMÁTICA COMPLETA
Ainda não existe uma estrutura matemática completa para prever como a energia se move de grandes para pequenas escalas: através dos oceanos, na atmosfera ou através do plasma e da poeira entre as estrelas. No espaço, o problema é ainda mais complexo do que na Terra por causa da magnetização, que exige enormes recursos computacionais para ser modelada. O trabalho da equipe contou com o equivalente a 140.000 computadores funcionando em paralelo.
"Para colocar essas simulações maciças em perspectiva: se tivéssemos começado uma em um único laptop quando os humanos domesticaram os animais, ela estaria terminando agora", disse Beattie. "Felizmente, usando os incríveis recursos do Centro de Supercomputação Leibniz, podemos distribuir a carga de trabalho entre milhares de computadores para acelerar os cálculos."
"Estamos um passo mais perto de descobrir a verdadeira natureza da turbulência astrofísica e espacial, desde o plasma caótico perto da Terra até os vastos movimentos em nossa galáxia e além", disse Beattie. "O sonho é descobrir características universais na turbulência do universo, e continuaremos a ampliar os limites da próxima geração de simulações para testar isso.
O novo trabalho foi publicado na revista Nature Astronomy.
Esta notícia foi traduzida por um tradutor automático