Turbulência no espaço é simulada em alta precisão 65n52

A turbulência está por toda parte – nas ondas do mar, em voos de aeronaves e até no espaço. Esse movimento desordenado espalha energia de forma imprevisível, afetando o plasma, os campos magnéticos e o nascimento de estrelas. Embora muito comum, a turbulência continua sendo um dos maiores enigmas da física moderna.

Agora, uma equipe internacional de cientistas conseguiu medir, com precisão inédita, como a energia turbulenta se comporta em grande escala no espaço. O estudo foi publicado na terça-feira (13) na revista Nature Astronomy. 

Os cientistas usaram supercomputadores para criar a maior simulação já feita de turbulência magnetizada. Eles descobriram que a forma como a energia se espalha no espaço não bate com as teorias mais aceitas até agora. Isso pode mudar a maneira como a ciência explica a dinâmica da nossa galáxia e de outras partes do Universo.

A pesquisa foi liderada por James Beattie, da Universidade de Princeton, nos EUA, que também integra o Instituto Canadense de Astrofísica Teórica. Ele trabalhou com Amitava Bhattacharjee, também de Princeton, e com pesquisadores da Universidade Nacional Australiana, da Universidade de Heidelberg e do Centro de Supercomputação Leibniz, na Baviera (esses dois últimos, na Alemanha).

Campos magnéticos têm papel fundamental  4i1w2a

As simulações focaram na turbulência que ocorre no chamado meio interestelar – a região entre as estrelas. A equipe observou que campos magnéticos têm um papel importante nesse processo. Eles interferem na movimentação da energia, bloqueando certos fluxos e ampliando outros, como as chamadas ondas de Alfvén, que se propagam como vibrações magnéticas pelo espaço.

Essas descobertas são importantes porque a turbulência influencia diretamente como partículas de alta energia – muitas vezes perigosas – se movimentam. Essas partículas podem danificar equipamentos e representar riscos para missões espaciais. Com mais conhecimento sobre elas, será possível proteger melhor satélites e astronautas.

Bhattacharjee explica em um comunicado que esse tipo de pesquisa ajuda a prever e monitorar o chamado clima espacial, que afeta diretamente a tecnologia usada na Terra. Entender a turbulência no espaço também é essencial para saber como se formam os campos magnéticos cósmicos e como interpretamos dados de satélites.

Avanço aproxima ciência de entender turbulência galáctica 203a4i

O grande desafio é que a física ainda não tem uma fórmula completa para prever como a energia se espalha em sistemas turbulentos, como os oceanos, a atmosfera ou o espaço. Quando o ambiente é influenciado por campos magnéticos, como acontece no espaço, a dificuldade aumenta. Por isso, são necessários computadores extremamente potentes para simular essas condições.

A equipe usou o equivalente a 140 mil computadores trabalhando juntos. “Para colocar essas simulações massivas em perspectiva: se tivéssemos começado uma em um único laptop quando os humanos domesticaram os animais pela primeira vez, estaria terminando agora”, disse Beattie. “Felizmente, utilizando os incríveis recursos do Leibniz Supercomputing Center, podemos distribuir a carga de trabalho em milhares de computadores para acelerar os cálculos”.

Segundo ele, esse avanço coloca a ciência mais perto de entender de forma completa a turbulência que acontece dentro e fora da nossa galáxia. O próximo o é desenvolver simulações ainda mais detalhadas, na esperança de encontrar padrões que se repitam em todo o Universo.