A Nap fotoszférájának sötét foltjai, amik csillagunk aktivitásának jelzői, a Nap mágneses terének látható megjelenési formái. Mivel a napfoltok ott jönnek létre, ahol a mágneses erővonalkötegek a felszínre, illetve a felszín alá buknak, a foltok párokban jelentkeznek, és a vezető és követő folt mágneses polaritása ellentétes.

Kihatnak a Földre is

Ha a Nap felszínét sok folt borítja, az a foltok környező területekhez viszonyított alacsonyabb hőmérséklete miatt hatással van az energiakibocsátás mértékére, és ezen keresztül befolyásolhatja például a Föld időjárását és klímájának alakulását is. Ez utóbbira természetesen hatással van a nagyobb aktivitás során felerősödő flertevékenység. A kidobódó, és a Földet elérő plazmacsomók bolygónk mágneses terével érintkezve geomágneses viharokat okozhatnak, ezek pedig az elektromos hálózatoktól kezdve a repülésirányításig sok mindent megzavarhatnak.

A napfoltok kialakulásának és fejlődésének hátterében álló fizikai folyamatok feltárását célzó vizsgálatok a napfizika legfontosabb területei közé tartoznak. A foltok természetének jobb megértéséhez most közelebb kerülhetünk a National Center for Atmospheric Research (NCAR) és a Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) kutatói által elvégzett nagyfelbontású numerikus szimulációk eredményei által - írta meg a Hírek.csillagászat.hu.

Az észlelési adatokon alapuló, és a szuperszámítógépek legújabb generációját igénybevevő modellszámítások új ablakot nyithatnak a Nap belsejében zajló fizikai folyamatok kutatására. A kutatás vezetője, Matthias Rempel (University Corporation of Atmospheric Research, UCAR) szerint ez az első alkalom, hogy egy egész napfoltnak, illetve napfoltpárnak a modellezését sikerült elvégezni.

A szimulációk során egy napfoltpár ellentétes polaritású tagjainak fejlődését vizsgálták. A számítások eredményeként előállt képek eddig nem látott részletességgel mutatják a foltok sötét centrumát (umbra) és a külső területek (penumbra) irányába kinyúló vékony szálak (filamentumok) hálóját, a foltok szerkezetét. Ezen túl azonban a műszerekkel egyébként nem detektálható foltok alatti anyagáramlás, az energiaszállításért felelős konvekció is nyomon követhető a szimulációk alapján.

Még nem pontos

Az eredmények szerint a napfoltokban a mágneses tér erővonalainak egy bizonyos szögben kell állniuk, hogy a foltok komplex szerkezete kialakulhasson. A kutatók következtetése szerint a megfigyelhető struktúra végső oka tehát a konvektív áramlás és a mágneses tér kölcsönhatása.

Bár az új modell sokkal részletesebb és realisztikusabb minden eddiginél, a kutatók felhívják a figyelmet arra, hogy még ez sem adja vissza helyesen a penumbra filamentumainak hosszát. A modell ehhez szükséges továbbfejlesztése azonban olyan számítási kapacitást igényelne, ami jelenleg még nem áll rendelkezésre.

A feladat nagyságának érzékeltetésére a modellt jellemző aktuális számok: a szimuláció a felszínen egy 50 ezer kilométerszer 100 ezer kilométer nagyságú területre terjed ki, radiális irányban pedig 6 ezer kilométeres mélységig. A tartomány 1,8 milliárd pontjában - ezek távolsága egymástól 16 és 32 kilométer között változik - számolják a jellemző fizikai paramétereket, például az energiatranszfert, az anyagáramlást és a mágneses teret.

A modellt az NCAR 2008 tavaszán üzembe állított bluefire nevű IBM szuperszámítógépén futtatják, ami másodpercenként 76 billió lebegőpontos művelet (76 teraflops) elvégzésére képes, és ezzel a teljesítményével a szuperszámítógépek 500-as toplistáján a 64. helyen áll.