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
Говорит «Импровизация» на ТНТ: Сергей Матвиенко о смехе, о хвосте и о том, что убивает Павла Волю Говорит «Импровизация» на ТНТ: Сергей Матвиенко о смехе, о хвосте и о том, что убивает Павла Волю

Вспоминаем его возраст и ждем объяснений, почему он Злой и Несправедливый

Playboy
Исследование: мы заменяем младенцев собаками Исследование: мы заменяем младенцев собаками

Связано ли снижение показателей рождаемости с восприятием собак как замены детям

ТехИнсайдер
Последний сезон «Игры престолов»: интервью с лордом Варисом и Мелисандрой Последний сезон «Игры престолов»: интервью с лордом Варисом и Мелисандрой

Все обсуждают «Игру престолов», главную премьеру весны (а то и года)

Esquire
Какие позы любят девушки? 9 самых-самых (бонус: позиции, которые их бесят) Какие позы любят девушки? 9 самых-самых (бонус: позиции, которые их бесят)

Какие позы любят девушки? 9 самых-самых (бонус: позиции, которые их бесят)

Playboy
Почему бы вам не купить бейсболку на весну и лето? Почему бы вам не купить бейсболку на весну и лето?

Если не хотите лишний раз задумываться об акцентах в образах

GQ
Сабина Ахмедова: «Я радуюсь победам талантливых людей» Сабина Ахмедова: «Я радуюсь победам талантливых людей»

На СТС стартовал сериал «Мамы чемпионов» с Сабиной Ахмедовой

Grazia
Серебряная страна Серебряная страна

Первооткрыватели вступив на эту землю назвали её «Серебряной страной»

4x4 Club
Домашний дефибриллятор и другие действительно полезные гаджеты для здоровья Домашний дефибриллятор и другие действительно полезные гаджеты для здоровья

Подборка полезных медицинских приборов, которые спасают жизни

Популярная механика
Жилье от 1 млрд рублей: 10 самых дорогих домов вторичного рынка Москвы Жилье от 1 млрд рублей: 10 самых дорогих домов вторичного рынка Москвы

Что такое московская дорогая вторичка? Дома с историей и старинные особняки

Forbes

Мультсериал «Любовь,смерть и роботы» — с сексом, котиками и расчлененкой

Esquire
По городу и просёлку По городу и просёлку

Тест шин Viatti Bosco All-Terrain

4x4 Club
Как распознать токсичного начальника и что делать дальше Как распознать токсичного начальника и что делать дальше

Какие признаки выдают токсичного руководителя и как себя с ним вести?

Psychologies
Как «Любовь, смерть и роботы» покорили всех Как «Любовь, смерть и роботы» покорили всех

Краткая история удивительного успеха

GQ
Павел Первый Павел Первый

Павел Деревянко — одна из самых ярких звезд современной комедии

GQ
6 вещей, которые ты должен делать с ней каждое утро (и все правда будут счастливы) 6 вещей, которые ты должен делать с ней каждое утро (и все правда будут счастливы)

Когда вы смотрели в ее глаза? Или пили вместе кофе? Никогда?!

Playboy
Обзор Asus VivoBook E203MA-FD825TS: легкий ноутбук для работы Обзор Asus VivoBook E203MA-FD825TS: легкий ноутбук для работы

Тестируем компактный и недорогой ноутбук от Asus

CHIP
Как быстро научить ребенка новым знаниям? Как быстро научить ребенка новым знаниям?

На какие техники стоит обратить внимание при финской модели образования

Psychologies
6 ключей, чтобы правильно извиниться 6 ключей, чтобы правильно извиниться

Накапливаясь, размолвки ставят отношения под удар, но непонимания можно избежать

Psychologies
Самые богатые владельцы спортивных команд 2019. Рейтинг Forbes Самые богатые владельцы спортивных команд 2019. Рейтинг Forbes

Топ-10 богатейших владельцев спортивных команд

Forbes
Марат Башаров после развода ночует в квартире бывшей жены Марат Башаров после развода ночует в квартире бывшей жены

44-летний артист рассказал о своих непростых семейных отношениях

Cosmopolitan
Советский самолет с непростой судьбой: И-153 «Чайка» Советский самолет с непростой судьбой: И-153 «Чайка»

Истребители И-153 стали самыми совершенными бипланами Николая Поликарпова

Популярная механика
Как научиться флиртовать? 14 правил, которые помогут не налажать Как научиться флиртовать? 14 правил, которые помогут не налажать

Как флиртовать с девушкой?

Playboy
Алкогений: Аркадий Гайдар Алкогений: Аркадий Гайдар

Аркадий Петрович Гайдар (Голиков) был самым противоречивым детским писателем

Maxim
Гитлер и Сталин как полководцы Гитлер и Сталин как полководцы

Расследование военного историка Алексея Исаева

Популярная механика
Как Marvel пришли к миллиардным сборам и почему студия обязана своим успехом одному человеку — Кевину Файги Как Marvel пришли к миллиардным сборам и почему студия обязана своим успехом одному человеку — Кевину Файги

Дела Marvel Studios не всегда шли так гладко

Esquire
Хронология успеха Роузи Хантингтон-Уайтли Хронология успеха Роузи Хантингтон-Уайтли

Британская модель Роузи Хантингтон-Уайтли добилась всего, чего только можно

GQ
Как Как

Почему “Мстители: Финал” — это только начало

Esquire
Гвендолин Кристи: «Все свои недостатки мне пришлось превратить в достоинства» Гвендолин Кристи: «Все свои недостатки мне пришлось превратить в достоинства»

Гвендолин Кристи рассказала, как проходили финальные съемки «Игры престолов»

Grazia
В США подросток заявил, что он — пропавший без вести Тимоти Питцен. Мальчика не могли найти восемь лет В США подросток заявил, что он — пропавший без вести Тимоти Питцен. Мальчика не могли найти восемь лет

Подросток сообщил полицейским, что он Тимоти Питцен, исчезнувший в 2011 году

Esquire
Открыть в приложении