Астрономы разработали новую компьютерную модель, которая с высокой точностью исследует магнетизм и турбулентность в межзвездной среде — пространстве газа и заряженных частиц между звездами Млечного Пути. Эта модель — самая мощная на сегодня. Для ее создания использовался суперкомпьютер SuperMUC-NG в Центре супервычислений Лейбница в Германии, потребовавший более 80 миллионов часов вычислений, эквивалентных работе 140 000 компьютеров.

Модель, созданная под руководством Джеймса Битти из Канадского института теоретической астрофизики (CITA) при Университете Торонто, помогает изучать магнитное поле галактики, процессы звездообразования и распространение космических лучей.

«Впервые мы можем анализировать эти явления с такой детализацией и на разных масштабах», — говорит Битти.

Модель представляет собой куб с разрешением 10 000 единиц на измерение, что превосходит предыдущие разработки. Она масштабируема: от пространства размером 30 световых лет до мельчайших процессов, таких как солнечный ветер, влияющий на Землю. Модель также учитывает изменения плотности межзвездной среды — от почти полного вакуума до плотных звездных туманностей.

Турбулентность — одна из нерешенных загадок физики, проявляющаяся повсюду: от вихрей в кофе до потоков в космосе. В межзвездной среде магнитные поля усложняют эти процессы, создавая слабое, но важное галактическое магнитное поле, которое формирует космос. Новая модель позволяет глубже понять, как магнитное давление противодействует звездообразованию, сопротивляясь гравитации.

Модель уже тестируется на данных о солнечном ветре, показывая перспективы для изучения космической погоды, влияющей на спутники и астронавтов. Битти увлечен исследованием турбулентности из-за ее универсальности: «Она одинакова в плазме между галактиками, в солнечной системе или в чашке кофе. Это удивительно и вдохновляет».