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

Без зубрежки: 5 захватывающих книг о математике Без зубрежки: 5 захватывающих книг о математике

Книги, написанные математиками об их любимом предмете

Популярная механика
Alphabet — неожиданный бенефициар IPO Uber. Его доля может стоить $5 млрд Alphabet — неожиданный бенефициар IPO Uber. Его доля может стоить $5 млрд

Готовясь к IPO, Uber связывает с материнской компанией Google массу рисков

Forbes
Третий межзвездный объект оказался слабоактивной кометой Третий межзвездный объект оказался слабоактивной кометой

Астрономы подтвердили обнаружение третьего межзвездного объекта

N+1
«Сейчас я счастлива!» «Сейчас я счастлива!»

Телеведущая и просто красивая женщина Арина Шарапова

OK!
Антиоксиданты: зачем они нужны и где их искать Антиоксиданты: зачем они нужны и где их искать

Какие продукты стоит внести в меню, чтобы поддерживать тело в тонусе?

Правила жизни
20 скрытых причин лишнего веса 20 скрытых причин лишнего веса

Какие же мотивы могут скрываться за набором избыточного веса

Psychologies
Сардиния. Инструкция по применению Сардиния. Инструкция по применению

Я еду на запад, потому что на востоке уже везде был

4x4 Club
Почему так трудно избавиться от вредных привычек Почему так трудно избавиться от вредных привычек

Почти у любого найдутся вредные привычки, от которых мы не можем отказаться

Psychologies
Виктор Черномырдин: моё кредо — разговаривать Виктор Черномырдин: моё кредо — разговаривать

Виталий Черномырдин вспоминает о своём выдающемся отце

Дилетант
Интервью: Николай Костер-Вальдау и Джером Флинн о финале «Игры престолов» Интервью: Николай Костер-Вальдау и Джером Флинн о финале «Игры престолов»

Интервью с Николаем Костером-Вальдау и Джеромом Флинном

Cosmopolitan
Борьба с мигрантами: как Россия строит свою «мексиканскую стену» Борьба с мигрантами: как Россия строит свою «мексиканскую стену»

Глава Якутии предложил ограничить сферы, в которых смогут работать мигранты

Forbes
Как Трамп принял решение выслать 60 российских дипломатов. Версия The New York Times Как Трамп принял решение выслать 60 российских дипломатов. Версия The New York Times

Кто и как убедил Трампа пойти на такой шаг?

Forbes
Почему жертвы жестокого обращения часто не могут бросить своих мучителей? Почему жертвы жестокого обращения часто не могут бросить своих мучителей?

Что заставляет жертву вязнуть в мучительных отношениях?

Psychologies
Аня Киселева об отказе от пластика, винтаже и бабушкиных шарфах Аня Киселева об отказе от пластика, винтаже и бабушкиных шарфах

Модель и гуру ЗОЖ рассказала о любимых джинсах и секрете хорошего самочувствия

Vogue
На линии арта На линии арта

Директор Музея Москвы о женском лидерстве и кошмарах музейных работников

Cosmopolitan
Хозяйка лампы Хозяйка лампы

В «Аладдине» Гая Ричи у принцессы Жасмин особая роль

Vogue
Как Mortal Kombat 11 позволяет расправиться с кризисом среднего возраста Как Mortal Kombat 11 позволяет расправиться с кризисом среднего возраста

За что любить и стоит ли бояться Mortal Kombat 11?

Популярная механика
По прозвищу «Тихий» По прозвищу «Тихий»

Nissan Qashqai — модель, которая сформировала нынешнюю автомобильную моду

4x4 Club
Сценарист «Игры престолов» рассказал, какие серии пересмотреть перед премьерой финального сезона Сценарист «Игры престолов» рассказал, какие серии пересмотреть перед премьерой финального сезона

Вооружись знаниями перед началом нового сезона «Игры престолов»

Maxim
В начале была музыка В начале была музыка

Как Полу Маккартни удалось записать лучший альбом года

The Rake
Мой ласковый и нежный Мой ласковый и нежный

Другого Карла Лагерфельда — милого друга — вспоминает Сати Спивакова

Tatler
“Вы очень похожи на Гангам Стайл»/“А вы похожи на кучку *** [баранов]”: что мы узнали из допроса свидетеля по делу Кокорина и Мамаева “Вы очень похожи на Гангам Стайл»/“А вы похожи на кучку *** [баранов]”: что мы узнали из допроса свидетеля по делу Кокорина и Мамаева

Сегодня в Пресненском суде Москвы допросили Карена Григоряна

Esquire
Как стать президентом: 10 лайфхаков Владимира Зеленского Как стать президентом: 10 лайфхаков Владимира Зеленского

Как пройти путь от комика до президента страны

Forbes
Как Аркадий Дворкович возглавил ФИДЕ: расследование FT Как Аркадий Дворкович возглавил ФИДЕ: расследование FT

Россия пыталась продавить избрание Дворковича президентом ФИДЕ

Forbes
Топ-17 мотивирующих фильмов: от «Форреста Гампа» до «Социальной сети» Топ-17 мотивирующих фильмов: от «Форреста Гампа» до «Социальной сети»

Ищешь мотивирующие фильмы? Вот они!

Playboy
Идеальные мамочки Идеальные мамочки

Смотришь на фото счастливых женщин с крохами, и кажется, что их жизнь прекрасна

Лиза
Миллионер в мокрых кроссах: сколько приносят Тиме Белорусских самые привязчивые поп-хиты 2019-го Миллионер в мокрых кроссах: сколько приносят Тиме Белорусских самые привязчивые поп-хиты 2019-го

Уроженец Минска Тима Белорусских заработал на концертах не менее 15 млн рублей

Forbes
Гром и молния: как Никита Кучеров становится главной русской звездой в НХЛ Гром и молния: как Никита Кучеров становится главной русской звездой в НХЛ

Российский хоккеист проводит фантастически результативный сезон

Forbes
Бренд «Обама»: почему (и как) Мишель и Барак Обама стали только популярнее, уйдя из Белого дома Бренд «Обама»: почему (и как) Мишель и Барак Обама стали только популярнее, уйдя из Белого дома

Среди американцев Барак и Мишель Обама — самая популярная пара. Как так вышло?

Esquire
Как израильский истребитель превратился в китайский J-10 Как израильский истребитель превратился в китайский J-10

Война 1967 года сказалась на развитии современной боевой китайской авиации

Популярная механика
Открыть в приложении