新技术精确模拟银河系星际湍流

加拿大多伦多大学、美国普林斯顿大学、澳大利亚国立大学的联合团队合作开发出一种创新的计算机模拟技术，能以前所未有的高精度和大尺度深入探索星际介质（ISM）中的磁力和湍流。相关研究成果发表于《自然·天文学》杂志。以下是对该技术的具体介绍：技术背景：湍流普遍存在于星际、大气、海洋等自然现象和飞行器尾流等工程现象中。天体物理环境中的湍流与地球上的湍流关键区别在于磁场的存在，星际空间中粒子运动产生的磁场，虽强度仅为冰箱磁铁的几百万分之一，但对塑造宇宙起着重要作用。以往受计算能力等限制，难以对星际介质中的磁力和湍流进行高精度、大尺度模拟。技术突破：    高分辨率与大尺度：运行依赖德国莱布尼茨超级计算中心的SuperMUC - NG超级计算机，是目前同类系统中最强大的。最大版本可模拟约30光年边长的空间体积，最小版本能缩小为大约1/5000，在尺寸和细节上均取得重大突破，可更好地研究银河系整体磁场。    模拟密度动态变化：除了具有更高的分辨率和可扩展性，还能模拟ISM密度的动态变化，这是以往模型所未能考虑的，有助于更真实地呈现星际介质的实际情况。技术验证：团队利用从太阳—地球系统观测的数据来测试模拟结果，取得了良好的匹配，意味着通过该模拟能更好地了解太空天气及其对地球的影响。科学意义：这一模型将能为研究ISM、银河系磁力、恒星形成和宇宙射线传播等天体物理现象提供新的见解，帮助人们了解磁场如何引导气体流动、影响恒星诞生，让我们更加清楚如太阳风暴之类的宇宙天气对地球的影响，也挑战着人们对磁化湍流如何在天体物理环境中运作的理解。