Auringonpilkkujen syntymistä tutkivalle SPOTSIM-hankkeelle on myönnetty kilpailtua aikaa Mare Nostrumin supertietokoneella Espanjassa. Saadut laskentaresursseilla - 20 miljoonaa keskusyksikkötuntia – yritetään todistaa vääräksi suosituin malli siitä, miten auringonpilkut syntyvät.
Auringon mallintaminen on vaikeaa, ja auringonpilkkujen syntymiselle on ollut olemassa kaksi kilpailevaa mallia. Yleinen oletus on ollut, että magneettikentät ovat ohuita putkimaisia rakenteita Auringon konvektiokerroksen pohjalla, 200 000 kilometrin syvyydessä sijaitsevassa ohuessa tachocline-kerroksessa, josta ne sitten purkautuvat pinnalle muodostaen auringonpilkkuja.
Tämä malli ei kuitenkaan ota lainkaan huomioon turbulenssia, toisin kuin SPOTSIM-hankkeessa tutkittava malli, jossa auringonpilkkujen oletetaan syntyvän hyvin lähellä auringon pintaa, sen konvektiokerroksessa.
- Meteorologit sanovat Maan ilmakehän matalapaineiden täyttyvän, kun niihin virtaa ilmaa ympäristöstä. Oletuksemme perustuu vastaavaan turbulenttiseen ja magneettiseen paineeseen auringon konvektiokerroksessa, joka muokkautuu suuren mittakaavan magneettikentän vuoksi. Tästä aiheutuneen negatiivisen kokonaisvaikutuksen vuoksi plasma voi romahtaa, minkä ansiosta magneettikentät voimistuvat paikallisesti ja auringonpilkkujen syntyprosessi voi alkaa, sanoo tutkimushanketta johtatva tutkija Petri Käpylä.
Uusi malli vaikuttaisi koko auringon dynamoteoriaan, ja sen magneettikentän synnyn ja kehityksen ymmärtämiseenja olisi yksi askel haastavan, koko aurinkoa koskevan suuremman kuvan ymmärtämisessä. Tähän kokonaiskuvaan kuuluvat myös avaruussää ja -ilmasto.
Uuden mallin todistaminen ei onnistuisi ilman superkoneen voimaa. Mare Nostrumiin saatu aika vastaa rahaksi muunnettuna yhtä keskimääräistä Suomen Akatemian tutkimushanketta. Tavallisella kannettavalla tietokoneella sama työ veisi aikaa noin 500 vuotta.
- Simulaatiot ovat todella suuria; yhden simulaation yksi datakuutio on kooltaan noin 700 gigatavua. Yksi simulaatio tuottaa kymmeniä datakuutioita, mutta niitä kaikkia ei voi säilyttää. Pitkäaikaiseen säilytykseen halutaan tutkimusaineistoa noin 15 teratavua, Petri Käpylä kuvailee.
SPOTSIM – Spot-forming convection simulations-tutkimuksessa ovat mukana Petri Käpylä (Aalto-yliopisto ja Leibniz-Institut fur Astrophysik Potsdam (AIP)), Maarit Käpylä (Aalto-yliopisto ja Max-Planck-Institut for Solar System Research), Nishant Singh ja Jörn Warnecke (Max-Planck-Institut for Solar System Research sekä Axel Brandenburg (NORDITA ja University of Colorado Boulder).
