Supercomputador mostra como o cosmos forma grandes campos magnéticos organizados

Estudo publicado na Nature mostra que turbulência cósmica pode gerar campos magnéticos gigantes organizados, reproduzidos em supercomputadores pela University of Wisconsin–Madison.
O trabalho utilizou cerca de 137 bilhões de pontos de cálculo em 3D, realizou aproximadamente 90 simulações diferentes e consumiu quase 100 milhões de horas de processamento.
Os dados gerados somaram em torno de 0,25 petabytes, evidenciando o volume de informações das simulações.
O fator decisivo é o gradiente de velocidade constante, que, na presença de fluxos semelhantes a jatos, organiza o magnetismo em escala macroscópica; sem o gradiente, o sistema fica desordenado.
A descoberta oferece uma explicação para a manutenção de campos magnéticos coerentes em galáxias e pode impactar modelos de erupções solares, clima espacial e estudos de buracos negros e colisões cósmicas.

Os músculos da pesquisa em plasma cósmico foram acionados por meio de simulações avançadas em supercomputadores para explicar como campos magnéticos gigantescos se organizam no cosmos. Técnicas de modelagem permitiram observar a transição do caos turbulento para estruturas magnéticas amplas e estáveis.

A equipe responsável é da Universidade de Wisconsin–Madison. O estudo, publicado na Nature, usa simulações de plasma para reproduzir o surgimento de campos magnéticos organizados a partir de turbulência espacial.

As simulações ocorreram em ambientes computacionais de alto desempenho, com dados gerados a partir de 137 bilhões de pontos em 3D, em cerca de 90 cenários diferentes. O consumo total de processamento chegou a quase 100 milhões de horas.

O que diferencia a abordagem é a identificação de um gradiente de velocidade constante como fator decisivo. Esse efeito, comum no Sol, em discos de buracos negros e em fusões de estrelas de nêutrons, orienta o fluxo turbulento para estruturas maiores.

Quando o gradiente de velocidade foi removido, os resultados indicaram ausência de campos magnéticos estáveis. A desorganização permaneceu, reforçando a importância do perfil de velocidade na formação de equipamentos magnéticos de grande escala.

Segundo os pesquisadores, os dínamos magnéticos, tema central desde décadas, poderiam explicar a organização observada em galáxias ao longo de bilhões de anos. Fluxos parecidos com jatos atuariam como mecanismo natural de organização em ambientes extremos.

A pesquisa também tende a ampliar previsões sobre erupções solares, clima espacial e fenômenos da astronomia multimensageira. A integração entre simulações e observações laboratoriais de plasma reforça a plausibilidade da explicação apresentada.

Os resultados devem influenciar modelos sobre buracos negros, estrelas altamente magnetizadas e colisões cósmicas violentas. A aproximação entre computação e experiência empírica aponta para uma visão mais unificada de como o cosmos transforma caos em ordem.