从湍流到龙卷风 NASA的超级计算机探索太阳的内部构造

美国国家航空航天局（NASA）的超级计算机正在增强我们对太阳的了解，帮助预测和管理太空天气。

利用美国宇航局超级计算机揭开太阳之谜

美国国家航空航天局（NASA）先进的超级计算机正在揭示太阳某些最复杂、最动态行为背后的原因。 通过利用来自活跃的太阳观测航天器的数据，科学家们对太阳动力学获得了前所未有的洞察力，揭示了太阳系核心的复杂过程。

一个引人注目的动画展示了太阳内层的湍流。 物质扭曲搅动，模仿沸腾的锅或旋转的鱼群的运动。 这些运动将物质推向表面或拉向深处，形成了太阳活动的迷人景象。

三维模拟显示了太阳上层湍流的演变过程。 饱和度较高的亮红色代表最剧烈的向上或向下扭曲运动。 清澈区域代表只有相对缓慢的上升气流，几乎没有扭曲。 资料来源：NASA/Irina Kitiashvili 和 Timothy A. Sandstrom先进的模拟揭示太阳动力学

"我们的模拟使用了所谓的现实方法，这意味着我们尽可能多地包含了迄今为止我们所知道的太阳等离子体，以重现美国宇航局太空任务所观测到的不同现象，"美国宇航局位于加利福尼亚硅谷的艾姆斯研究中心的科学家伊琳娜-基蒂亚什维利（Irina Kitiashvili）解释说，她帮助领导了这项研究。

研究小组利用现代计算能力，首次再现了美国宇航局太阳动力学天文台观测到的次表层的精细结构。

Kitiashvili 说："目前，由于太阳的复杂性，我们没有足够的计算能力为整个太阳创建逼真的全球模型。因此，我们创建了较小区域或层的模型，这可以向我们展示太阳表面和大气层的结构--如冲击波或龙卷风状特征，尺寸仅为几英里；这比任何一个航天器所能解析的细节都要精细得多。"

太阳研究对空间天气预报的影响

科学家们试图更好地了解太阳，了解是哪些现象驱动着太阳的活动模式。 太阳与地球之间的联系和相互作用驱动着季节、洋流、天气、气候、辐射带、极光和许多其他现象。 空间天气预报对于探索太空、支持美国国家航空航天局阿耳特弥斯行动的航天器和宇航员至关重要。 对这种空间环境进行勘测是了解和减少宇航员暴露于空间辐射以及确保我们的航天器和仪器安全的重要组成部分。

对于我们这颗特殊的恒星来说，今年是重要的一年，发生了许多事件，如日环食、日全食以及太阳达到其太阳最大期。 2024年12月，美国国家航空航天局的帕克太阳探测器任务--该任务正在帮助研究人员从源头了解空间天气--将最接近太阳，并打破自己的记录，成为距离太阳最近的人造物体。

期待未来的发现和记录

"太阳不断给我们带来惊喜，"基蒂亚什维利说。"我们期待看到太阳将组织什么样的激动人心的活动。"

这些模拟在NASA艾姆斯中心NASA高级超级计算设施的昴宿星团超级计算机上运行了数周，产生了数TB的数据。

编译自/ScitechDaily