Астрофизику сегодня невозможно представить без компьютерного моделирования

Популярная механикаНаука

Вычислить путь звезды: что программисты делают в астрофизике

Василий Макаров. Автор текста - Александра Федосеева

Астрофизику сегодня невозможно представить без компьютерного моделирования: ученые воссоздают на ЭВМ космические процессы, не доступные для наблюдения, чтобы ставить эксперименты и подтверждать теории. Математики из новосибирского Академгородка пишут программы, которые решают такие задачи в несколько раз эффективнее, чем зарубежные аналоги.

«Задачами астрофизики я занимаюсь с самого начала своей научной жизни, уже примерно 15 лет. За это время мы моделировали самые разные объекты: от звезд и галактик до космической паутины крупномасштабной структуры Вселенной», — рассказывает старший научный сотрудник Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН доктор физико-математических наук Игорь Михайлович Куликов. Сейчас он руководит проектом по суперкомпьютерному моделированию сверхновой типа 1а. Недавно статья об этом вышла в сборнике Supercomputing издательства Springer.

Постановка задачи

Сверхновая — это заключительный этап в жизни некоторых звезд; взрыв, самый сильный, какой только можно наблюдать в космосе. При этом звезда резко становится ярче на 4—8 порядков, а потом постепенно гаснет. Во время взрыва сверхновой выделяется колоссальное количество энергии, и вещество из внешней оболочки звезды распространяется на дальние расстояния, а из остатков образуются или нейтронная звезда, или черная дыра.

При взрыве сверхновой разлетаются продукты термоядерного синтеза, происходившего на протяжении существования звезды, — все жизненно важные химические элементы тяжелее гелия. Это причина эволюции химических веществ: из остатков сверхновых состоит практически все во Вселенной, включая людей.

Ученые исследуют излучение, которое достигает Земли через много лет после образования сверхновой, остатки от взрыва, а также потенциальные звезды-предшественники. На основании этих данных пишут уравнения и строят компьютерные модели, позволяющие наблюдать и исследовать процессы появления сверхновых в режиме реального времени.

«Сверхновая типа 1а рождается в результате взрыва белого карлика — старой звезды, от которой осталось только ядро. У белого карлика есть определенный предел массы, при котором он может существовать, — предел Чандрасекара, равный примерно 1,44 солнечных масс. Если масса белого карлика становится больше, его ядро начинает сжиматься, температура растет, запускается термоядерная реакция. В итоге — взрыв сверхновой, — говорит Игорь Куликов. — Это происходит в том случае, если у белого карлика есть звезда-компаньон, с которой он может слиться, и в результате увеличить свою массу».

Один из сценариев образования сверхновой типа 1а — это так называемый сценарий не центрального взрыва. «Предположительно, белый карлик может взорваться до того, как полностью срастется со своим компаньоном. В таком случае взрыв происходит на периферии, и остатки звезды будут распространяться преимущественно в одном направлении», — поясняет ученый. Эту идею высказал главный научный сотрудник Института астрономии РАН доктор физико-математических наук Александр Васильевич Тутуков, а коллектив ИВМиМГ СО РАН создал компьютерную модель такого сценария. Недавно она нашла подтверждение: в ноябре 2018 года в остатках взрыва сверхновой обнаружили остатки звезды-компаньона.

Ресурсы

Космические вычисления требуют мощной техники. Игорь Куликов, сидя в своем кабинете, использует ноутбук для доступа к суперкомпьютерам, расположенным несколькими этажами ниже. «Современные технологии позволяют работать на расстоянии. Многие научные сотрудники удаленно заходят на наш кластер, передают данные, задача считается, и полученный результат они уже анализируют на своих персональных компьютерах. Можно отправлять задачи в наш центр, находясь как на рабочем месте, так и в командировке или на отдыхе», — рассказывает руководитель Сибирского суперкомпьютерного центра ИВМиМГ СО РАН кандидат физико-математических наук Игорь Геннадьевич Черных. «Это Игорь нас имеет в виду, — улыбается его тезка. — Мы оба даже в отпуск берем рабочие ноутбуки».

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Ожоги: какие бывают, как лечить и что точно нельзя с ними делать Ожоги: какие бывают, как лечить и что точно нельзя с ними делать

Основные правила первой помощи при ожогах

Популярная механика
Сергей Абрамов: Владение оружием надо популяризировать Сергей Абрамов: Владение оружием надо популяризировать

В Ростехе призвали популяризировать владение оружием, чтобы увеличить продажи

СНОБ
Ингибитор гепараназы защитил мышей от диабетического поражения глаз и почек Ингибитор гепараназы защитил мышей от диабетического поражения глаз и почек

Ингибитор гепараназы сохранил толщину и функции эндотелиального гликокаликса

N+1
Открой декольте Открой декольте

С возрастом над красивым декольте придется поработать. Однако методы есть

Домашний Очаг
12 фраз, которые ни в коем случае нельзя говорить партнеру во время секса 12 фраз, которые ни в коем случае нельзя говорить партнеру во время секса

Список фраз, которые стоит избегать в постели

Psychologies
Почему отменили повторный приезд Тони Роббинса в Россию Почему отменили повторный приезд Тони Роббинса в Россию

Школа бизнеса «Синергия» решила отменить приезд Тони Роббинса в нашу страну

Forbes
Сколько можно извиняться Сколько можно извиняться

Вежливое обращение «Извините, пожалуйста…» некоторые используют для оправдания

Лиза
«У меня никогда не было здоровых отношений с едой — и это нормально» «У меня никогда не было здоровых отношений с едой — и это нормально»

Как балансировать между обычными диетами и пищевым расстройством

Psychologies
«Это шаг к пониманию того, как устроен мир» «Это шаг к пониманию того, как устроен мир»

Первая фотография черной дыры стала главной новостью прошлой недели

Огонёк
В защиту Кайли Дженнер. Существуют ли вообще миллиардеры, которые всего добились сами? В защиту Кайли Дженнер. Существуют ли вообще миллиардеры, которые всего добились сами?

Супермодель Кайли Дженнер попала в список Forbes в возрасте 21 года

Forbes
По вертикали: 8 головокружительных лифтов По вертикали: 8 головокружительных лифтов

Внешний лифт — это не только транспортное средство

Вокруг света
33 вещи, которые должен сделать каждый мужчина до того, как умереть (нет, не тарзанка) 33 вещи, которые должен сделать каждый мужчина до того, как умереть (нет, не тарзанка)

А сколько из этого списка уже сделал ты?

Playboy
Ирригаторы для полости рта: как выбрать? Ирригаторы для полости рта: как выбрать?

Ирригатор полости рта: чем он хорош и как его выбрать

CHIP
Наталья Догадина о своем бутике Rehabshop, работе байером и модных правилах Наталья Догадина о своем бутике Rehabshop, работе байером и модных правилах

Наталья Догадина о внутренней кухне своего бренда и с чего все начиналось

Vogue
Город Гуру Город Гуру

Велнес-специалисты Лос-Анджелеса

Robb Report
Это же другое дело! Это же другое дело!

Практические советы тем, кто всё чаще заглядывает на «хедхантер»

Cosmopolitan
С Божьей помощью: звезды, которые вымолили своих детей С Божьей помощью: звезды, которые вымолили своих детей

Для многих женщин один из главных страхов в жизни – невозможность иметь детей

Cosmopolitan
Мы научим вас пользоваться помадой для волос Мы научим вас пользоваться помадой для волос

Вашей укладке позавидуют все

GQ
Капитан пустыни Капитан пустыни

Жизнь погонщика верблюдов в марокканских песках похожа на жизнь моряка

Вокруг света
Кирилл Шамалов выбыл из списка миллиардеров Forbes Кирилл Шамалов выбыл из списка миллиардеров Forbes

Совладелец «Сибура» Кирилл Шамалов выбыл из числа долларовых миллиардеров

Forbes
Офшор на замке. Как переформатировать бизнес под требования регуляторов Офшор на замке. Как переформатировать бизнес под требования регуляторов

Вступившие в силу законы меняют правила бизнеса в популярных офшорах

Forbes
Как стать миллиардером до 30? Восемь самых молодых участников списка Forbes Как стать миллиардером до 30? Восемь самых молодых участников списка Forbes

В 2019 году в списке Forbes оказалось восемь миллиардеров моложе 30 лет

Forbes
Без багажа: 5 городов, куда стоит полететь с рюкзаком Без багажа: 5 городов, куда стоит полететь с рюкзаком

Путешествие без чемодана реально и очень даже привлекательно

Cosmopolitan
Преступник поневоле: три способа угодить за решетку за неуплату налогов Преступник поневоле: три способа угодить за решетку за неуплату налогов

Количество уголовных дел за уклонение от уплаты налогов выросло в 2,5 раза

Forbes
Александр Петров: «Моя профессия - артист, и основная работа - играть в театре Александр Петров: «Моя профессия - артист, и основная работа - играть в театре

Александр Петров рассказал о том, как пришла идея открыть свой отель

Cosmopolitan
6 страшных способов наказаний, которые используются до сих пор 6 страшных способов наказаний, которые используются до сих пор

Это страшный сон? Нет, это реальность XXI века

Playboy
Как ответить на вечные вопросы российской истории Как ответить на вечные вопросы российской истории

Андрей Смирнов — о вечных вопросах российской истории и ответах на них

Эксперт
Миллиарды на студенческие старты. Сколько бюджет и бизнес потратили на Универсиаду Миллиарды на студенческие старты. Сколько бюджет и бизнес потратили на Универсиаду

Forbes разбирается с материальным наследием большого турнира

Forbes
Показать класс! Показать класс!

О рецептах для вдохновения и грандиозных профессиональных планах Марка Стаценко

OK!
Бычий рынок Бычий рынок

Братья Линники с помощью государства создали продовольственный холдинг

Forbes
Открыть в приложении