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用超级电脑模拟太阳黑子内部

查字典物理网 2013-03-14

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据美国宇航局太空网报道，太阳黑子是标志着太阳磁场活动强弱的太阳表面黑斑，长期以来，它的内部工作原理一直是个谜，但是现在我们已经可以通过一项电脑模拟，更加真实地看到它的内部情况。

了解促使太阳黑子发生的复杂的动力学原理，有助于科学家更好地了解和预测由太阳黑子产生的地磁暴可能会对通讯系统和气候模式产生什么影响。美国科罗拉多州国家大气研究中心(NCAR)的马提亚·拉姆派尔(MatthiasRempel)协助制作了这个电脑模型，他说：“这是我们第一次拥有整个太阳黑子的模型。如果你想了解地球大气系统的整个驱动机制，你就必须了解太阳黑子的产生和发展过程。”

太阳黑子是太阳表面的强磁性活动区域。由于它们的温度更低，跟周围环境的10000华氏度相比，它们大约只有7000华氏度，因此它们看起来显然比周围更暗。在太阳黑子周围的磁力活动区可以观测到大量太阳耀斑和日冕喷射物。这些等离子暴对地球大气层产生冲击，干扰电网、卫星和其他系统。太阳耀斑的活动周期大约是11年，这期间它的活跃程度将达到最大值，然后它会慢慢消退。现在太阳黑子的活动正处在较低时期，因此目前的太阳黑子和太阳活动都较少。

这个最新模型模拟了太阳表面方圆大约31000×62000英里的区域，深度达3700英里。电脑模拟在这个区域发现两个磁极性相反的太阳黑子。该模型详细展示了黑色中心区域，即太阳黑子的中央黑影部分，以及从太阳黑子周围的半暗部发出的大量细小的丝状物。这项模拟指出，太阳黑子里的磁场必须向某个特定方向倾斜一定程度，才能产生这种结构。拉姆派尔和他的同事们认为，利用太阳黑子的特征可以解释磁场里的对流现象。

美国科罗拉多州国家大气研究中心的迈克尔·科诺尔克说：“科学家通过这项突破性模拟实验生成的一个完整的物理学画面，可以把太阳表面太阳黑子的外观、形成、动力学和消退与之联系起来。”科罗拉多州国家大气研究中心的新蓝火超级电脑(bluefire supercomputer)进行了这项模拟实验，并对地面和太空望远镜获得的观测资料进行了仔细查证。该研究结果发表在19日的《科学》杂志上。美国国家科学基金会资助了这项研究。

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