Космический аппарат Юнона потратил 5 лет и пролетел 1.74 млрд. миль, чтобы добраться к орбите Юпитера в 2016 году. В июле того года он приступил к миссии по сбору информации о структуре, атмосфере, магнитных и гравитационных полях планеты.
Также ученые принялись за создание 3D-моделей, чтобы спрогнозировать турбулентные внутренние процессы, формирующие интенсивное магнитное поле Юпитера. По сути, два исследования были случайными, но они позволили сравнить наблюдения с ранними обзорами в наивысшем разрешении.
К сожалению, даже стараниями Юноны нельзя получить отличную физическую выборку турбулентности внутри планеты. Помочь может лишь суперкомпьютер Mira, который также применяют для изучения магнитных полей на Земле и Солнце.
Действие динамо
Магнитные поля создаются внутри планетарных и звездных ядер из-за действия динамо. Все дело в том, что движение электропроводящих жидкостей трансформирует кинетическую энергию в магнитную. Лучшее понимание процесса динамо позволит разобраться в рождении и эволюционном пути нашей системы.
Модели внутренних процессов Солнца, Юпитера и Земли создают три картинки, связанные общим фактором – для динамо необходимо много мощности.
Звездные исследования
Проект стартовал в 2015 году и концентрировался изначально на Солнце. Это важный момент, так как понимание солнечного динамо позволит правильно прогнозировать солнечные вспышки, выбросы корональной массы и прочие факторы космической погоды.
С использованием Mira удалось создать несколько наиболее четких симуляций солнечной конвекции. К примеру, ученые сумели установить верхние пределы типичной скорости потока в зоне конвекции – ключевой момент для понимания того, как генерируется магнитное поле. В итоге, модель точно передавала сферу, которая еще и вращалась.
Понимание земного ядра
Магнитные поля в планетах земного типа формируются активностью жидких металлических ядер. Но предыдущие модели обладали ограничениями на вычислительную мощность, поэтому приходилось имитировать жидкости, чья электропроводность превосходила текущие жидкие металлы.
Чтобы исправить этот недостаток, ученые из CIG создали модель с высоким разрешением, способную имитировать металлические характеристики расплавленного железного земного ядра. Без имитации реалистичного металла появляются проблемы с турбулентностью, поэтому нельзя проводить научные вычисления.
Прогресс с Юпитером
При изучении Юпитера исследователи планируют создать единую модель, учитывающую динамо и мощные атмосферные ветры. Для этого необходимо сформировать симуляцию глубокой атмосферы, где струи распространяются по всей планете и соединяются с областью динамо.
В этом плане команда продвинулась далеко и уже сумела достичь высочайшего разрешения для планет-гигантов. Подобные модели, основанные на Юпитере, можно будет использовать для прогнозирования поверхностных вихрей и тепловых выбросов. Позже все эти данные сравнят с показателями Юноны и проверят, насколько они достоверны.
