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

Наука в мире фэнтези: как Брендон Сандерсон создает магические системы Наука в мире фэнтези: как Брендон Сандерсон создает магические системы

Магия и наука – это полные противоположности? Нет!

Популярная механика
Что рунет дал России за 25 лет? Колонка Александра Галицкого Что рунет дал России за 25 лет? Колонка Александра Галицкого

Какие последствия будут иметь попытки властей создать «суверенный интернет»

Forbes
Излучение квазара подавило звездообразование в галактике из ранней Вселенной Излучение квазара подавило звездообразование в галактике из ранней Вселенной

Молекулярный газ ранней Вселенной разрушается под действием излучения квазара

N+1
Идёт ли корейскому профессору пенсне? Идёт ли корейскому профессору пенсне?

Отныне кроссоверы Hyundai уж точно ни с кем не спутать

4x4 Club
Недобрососедские отношения: как зумеры обесценили мечту миллениалов и что из этого получилось Недобрососедские отношения: как зумеры обесценили мечту миллениалов и что из этого получилось

Почему зумерам и миллениалами так сложно взаимодействовать друг с другом?

Правила жизни
О чем Владимир Путин может поговорить с Ким Чен Ыном О чем Владимир Путин может поговорить с Ким Чен Ыном

У России и КНДР есть общие интересы в сфере бизнеса

Forbes
Четыре шага к вашему новому «Я» Четыре шага к вашему новому «Я»

Кажется, никогда еще начать работать над собой не было так просто — и так сложно

Psychologies
Вернуть былой блеск. Пять причин, почему инвесторам пора вкладываться в золото Вернуть былой блеск. Пять причин, почему инвесторам пора вкладываться в золото

Время замедления и страхов — лучшее время для золота

Forbes
9 очень странных фобий (боязнь красавиц и не только) 9 очень странных фобий (боязнь красавиц и не только)

Как страшно жить на свете!

Playboy
Конкурс на место. Как использовать хакатоны для подбора сотрудников Конкурс на место. Как использовать хакатоны для подбора сотрудников

Хакатоны могут стать эффективным HR-инструментом

Forbes
Лучшие шутки про первую фотографию черной дыры Лучшие шутки про первую фотографию черной дыры

Ученым наконец удалось запечатлеть горизонт событий, и это вызвало взрыв юмора

Maxim
Солнечный друг Солнечный друг

Насколько важен витамин D для нашего здоровья и красоты

Grazia
€12 500 за задержание. Что значит решение ЕСПЧ по акции «Он вам не Димон» €12 500 за задержание. Что значит решение ЕСПЧ по акции «Он вам не Димон»

ЕСПЧ присудил компенсацию задержанной на акции «Он вам не Димон»

Forbes
Как миллениалы разрушают индустрию личных финансов Как миллениалы разрушают индустрию личных финансов

На Западе миллениалы уже вовсю диктуют рынку личных финансов свои условия

Forbes
Сколько заработали Алла Пугачева и ее близкие за 14 лет Сколько заработали Алла Пугачева и ее близкие за 14 лет

Совокупный доход Пугачевой, ее дочери, бывшего мужа и Галкина превысил $200 млн

Forbes
Bombay Canvas by Urban Dreams: что ждет посетителей нового поп-ап пространства Bombay Canvas by Urban Dreams: что ждет посетителей нового поп-ап пространства

Команда Rise Entertainment снова вернется в городскую среду

Cosmopolitan
Тихо! Идет съемка Тихо! Идет съемка

Интервью со Станиславом Дужниковым

OK!
Успеть к восходу Успеть к восходу

Гонка Rally Nippon — одно из самых ярких мероприятий, посвящённых автомобилям

Robb Report
Cлезь с иглы! Cлезь с иглы!

Приемы морального насилия и советы, как им противостоять

Cosmopolitan
В ожидании чуда В ожидании чуда

Хайди Клум снова беременна!

Grazia
Новые люди и старые связи: что представляет собой «команда Зеленского» Новые люди и старые связи: что представляет собой «команда Зеленского»

Вокруг будущей кадровой политики Зеленского идет большая закулисная борьба

Forbes
Как различные диеты отражаются на зубах — мнение стоматолога Как различные диеты отражаются на зубах — мнение стоматолога

Мы решили узнать мнение стоматолога по поводу разнообразных диет

Maxim
Торрес-дель-Пайне Торрес-дель-Пайне

Край бесконечных просторов, где стихия демонстрирует всю свою силу и мощь

АвтоМир
Финал близко: где смотреть «Игру престолов» 8 сезон онлайн? Финал близко: где смотреть «Игру престолов» 8 сезон онлайн?

Фанаты легендарного сериала ликуют: стартовал восьмой сезон «Игры престолов»!

CHIP
Как научить ребенка не стыдиться своего тела? Как научить ребенка не стыдиться своего тела?

Большинство родителей мечтает о том, чтобы их ребенок рос уверенным в себе

Psychologies
Главное – этикетка. Что на самом деле знают о вине винные критики Главное – этикетка. Что на самом деле знают о вине винные критики

Винные дегустаторы — это уникумы или талантливые фокусники

Forbes
Как 29-летний уроженец Владивостока помогает корпорациям нанимать тысячи сотрудников Как 29-летний уроженец Владивостока помогает корпорациям нанимать тысячи сотрудников

Как Владимир Свешников создал робота-рекрутера Веру

Forbes
Дом. Труд. Ной Дом. Труд. Ной

Как бездомным не дают уйти на дно

Русский репортер
«Из ничего истерику закатили, балаболы»: Виктор Линник и Вадим Дымов о запрете на ввоз хамона и пармезана в Россию «Из ничего истерику закатили, балаболы»: Виктор Линник и Вадим Дымов о запрете на ввоз хамона и пармезана в Россию

Виктор Линник и Вадим Дымов о запрете на ввоз мясо-молочной продукции

Forbes
В Центробанке сменился лидер по доходам В Центробанке сменился лидер по доходам

Самый высокий доход среди руководителей ЦБ получил глава департамента

Forbes
Открыть в приложении