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

Ткани со сверхвозможностями: материалы настоящего и будущего Ткани со сверхвозможностями: материалы настоящего и будущего

Культ тканей из природных волокон сменился восторгом от синтетических тканей

Популярная механика
Стать Love-брендом: зачем банк «Открытие» инвестирует четверть прибыли в финтех Стать Love-брендом: зачем банк «Открытие» инвестирует четверть прибыли в финтех

Надия Черкасова — о внедрении новых финансовых технологий в банке «Открытие»

Forbes
900 запусков ракет в космос выдержит атмосфера Земли. Далее – разрушение озонового слоя 900 запусков ракет в космос выдержит атмосфера Земли. Далее – разрушение озонового слоя

Сколько запусков ракет происходит ежегодно и как это воздействует на атмосферу?

ТехИнсайдер
Авторов скандальной документалки HBO о миллионере Роберте Дерсте вызвали в суд. Их обвиняют в монтаже Авторов скандальной документалки HBO о миллионере Роберте Дерсте вызвали в суд. Их обвиняют в монтаже

"Тайны миллиардера" — один из самых известных документальных проектов HBO

Esquire
Почему мы тянем время, даже когда знаем, что надо уйти? О токсичных отношениях и ловушках сознания Почему мы тянем время, даже когда знаем, что надо уйти? О токсичных отношениях и ловушках сознания

Почему же так сложно выйти из замкнутого круга токсичных отношений?

VOICE
Герой асфальта Герой асфальта

Mitsubishi Pajero Sport способен на внедорожные приключения любой сложности

4x4 Club
Новая «голубая фишка»: стоит ли покупать акции «Сибура» в случае IPO Новая «голубая фишка»: стоит ли покупать акции «Сибура» в случае IPO

В случае проведения IPO акции «Сибура» наверняка станут новой «голубой фишкой»

Forbes
Ценность впечатлений Ценность впечатлений

Импрессионисты и модернисты как самый стабильный сектор арт-рынка

Robb Report
«Я кайфую не от финиша, а от процесса»: юмористка Наталья Краснова о личном «Я кайфую не от финиша, а от процесса»: юмористка Наталья Краснова о личном

Интервью с самым смешным бьюти-блогером страны о самом главном

Cosmopolitan
Космический корабль Илона Маска провалил испытания Космический корабль Илона Маска провалил испытания

Запуск астронавтов к МКС на первом частном корабле может быть отложен

Forbes
«Наша любовь устала»: Алентова призналась, почему они с Меньшовым жили врозь «Наша любовь устала»: Алентова призналась, почему они с Меньшовым жили врозь

77-летняя актриса откровенно рассказала о самом личном

Cosmopolitan
По вертикали: 8 головокружительных лифтов По вертикали: 8 головокружительных лифтов

Внешний лифт — это не только транспортное средство

Вокруг света
Акулы пера Акулы пера

Ольга Бузова больше не плачет в подушку, а Алексей Чумаков игнорирует дураков

StarHit
Метеозависимость Метеозависимость

Метеозависимость существует, и причины ее довольно разнообразны

Maxim
Основатель сети BB&Burgers: «Любой хороший стартап — это сгусток энергии в собственнике» Основатель сети BB&Burgers: «Любой хороший стартап — это сгусток энергии в собственнике»

Иван Кукарских — о том, почему светлое будущее невозможно без бургера

Forbes
7 признаков, что вы не готовы дружить с бывшим 7 признаков, что вы не готовы дружить с бывшим

После расставания часто возникает искушение остаться друзьями

Psychologies
11 невероятных женщин с аутизмом и их истории, меняющие мир 11 невероятных женщин с аутизмом и их истории, меняющие мир

Удивительные и талантливые женщины с аутизмом

Playboy
Зарядка для ума Зарядка для ума

Audi продолжает работать над созданием линейки полностью электрических моделей

АвтоМир
10 самых шокирующих озёр в мире 10 самых шокирующих озёр в мире

Среди озёр можно встретить самые непредсказуемые сюрпризы нашей планеты

Популярная механика
В начале была музыка В начале была музыка

Как Полу Маккартни удалось записать лучший альбом года

The Rake
«Я отказалась от карьеры в пользу жизни» «Я отказалась от карьеры в пользу жизни»

Карьерному продвижению Эми Робертс предпочла жизнь менее стабильную и свободную

Psychologies
ООН собирается построить плавучий город будущего ООН собирается построить плавучий город будущего

Концепция плавучего мегаполиса

Популярная механика
Преследователь, Жертва, Спасатель: 5 мифов о треугольнике Карпмана Преследователь, Жертва, Спасатель: 5 мифов о треугольнике Карпмана

Драматический треугольник Карпмана упоминают все, кому не лень

Psychologies
Тайминги оперативной памяти: разбираемся, какие значения лучше Тайминги оперативной памяти: разбираемся, какие значения лучше

Что означают эти непонятные цифры на оперативной памяти для ПК?

CHIP
Это Кавказ! Это Кавказ!

Приближающиеся майские праздники – отличное время для путешествий по Кавказу

Grazia
Слабонервным не читать: 5 экстремальных идей для отпуска Слабонервным не читать: 5 экстремальных идей для отпуска

Пять классных испытаний, которые прокачают твою смелость

Maxim
Россия вмешивалась в американские выборы, но сговора с Трампом не было: что мы узнали из доклада Мюллера Россия вмешивалась в американские выборы, но сговора с Трампом не было: что мы узнали из доклада Мюллера

Главные выводы из доклада Мюллера

Esquire
Техника на грани фантастики: «Сухой» КР-860 Техника на грани фантастики: «Сухой» КР-860

В конце 1990-х годов в России мог появиться самый большой пассажирский самолет

Популярная механика
Демография без географии. Почему пустеют регионы России Демография без географии. Почему пустеют регионы России

Для успешного развития экономики в России пригодны всего 5-7 регионов

Forbes
6 вещей, о которых опасно молчать у врача (твое здоровье под вопросом) 6 вещей, о которых опасно молчать у врача (твое здоровье под вопросом)

Задача врача — не осуждать тебя, а помочь

Playboy
Открыть в приложении