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

Как люди, сами того не замечая, массово уничтожают самых крупных рыб в мире Как люди, сами того не замечая, массово уничтожают самых крупных рыб в мире

Как морские магистрали нарушают среду обитания самых крупных рыб в мире

Популярная механика
Лучший круг Лучший круг

С возрастом все сложнее поддерживать дружеские отношения

Добрые советы
«Музей языков: Конрад Гесснер и книги-полиглоты XVI века» «Музей языков: Конрад Гесснер и книги-полиглоты XVI века»

Как иезуиты помогли изучению неевропейских языков

N+1
Почему важно воспитывать в детях скромность Почему важно воспитывать в детях скромность

Как помочь детям вырасти добрыми и не зацикленными исключительно на себе

Psychologies
Стесняюсь спросить: как распознать болезнь Альцгеймера? Стесняюсь спросить: как распознать болезнь Альцгеймера?

Альцгеймер: как распознать на ранних этапах и встречается ли он у молодых?

Правила жизни
Электрика вызывали? Электрика вызывали?

Мотоциклетные марки сдаются на милость электромобильности одна быстрее другой

Robb Report
Джеймс Макэвой Джеймс Макэвой

Правила жизни Джеймса Макэвоя

Esquire
Типичные изменщики — какие они? 8 научных фактов Типичные изменщики — какие они? 8 научных фактов

Восемь признаков изменщика

Psychologies
Я не нравлюсь мужчинам Я не нравлюсь мужчинам

В чем причины неуверенности в себе и от чего зависит счастье в личной жизни

Лиза
Фотопроект в честь Всемирного дня информирования об аутизме Фотопроект в честь Всемирного дня информирования об аутизме

В мире проживают около 24,8 млн людей с аутизмом

Cosmopolitan
Никого дороже тебя Никого дороже тебя

Глава из романа Габриэля Таллента «Никого дороже тебя»

Esquire
«Что бы ни случилось, я тебе поверю» «Что бы ни случилось, я тебе поверю»

Почему проблема сексуального насилия над детьми касается всех

Русский репортер
Как приучить мужа заботиться о своем здоровье? Как приучить мужа заботиться о своем здоровье?

Почему человек не заботится о своем здоровье и как помочь ему измениться

Psychologies
Требуют жертв: 7 самых неудобных трендов современности Требуют жертв: 7 самых неудобных трендов современности

Дизайнер и модница Маша Цигаль перечисляет неудобные тренды последних сезонов

Cosmopolitan
Болезни, которые мешают нам похудеть Болезни, которые мешают нам похудеть

Ты стараешься следить за питанием, но лишний вес никак не уходит

Лиза
Светлый феникс Светлый феникс

У Май­ли Сай­рус сго­рел дом, но без пожара не было бы свадьбы

Glamour
И стар и млад И стар и млад

Прохор Шаляпин впервые откровенно о своих романах

StarHit
От космоса до аукциона: 10 невероятных фактов о жвачке От космоса до аукциона: 10 невероятных фактов о жвачке

Подборка самых удивительных фактов о жвачке

Популярная механика
Обида и гнев на мать: стоит ли ей о них говорить? Обида и гнев на мать: стоит ли ей о них говорить?

Станет ли нам легче, если мы расскажем матери о своих чувствах

Psychologies
Придет серенький волчок Придет серенький волчок

Каждый второй ребенок на земле хоть раз в жизни видел ночные кошмары

Добрые советы
Как российский конкурент IBM и Oracle завоевывает клиентов по всему миру Как российский конкурент IBM и Oracle завоевывает клиентов по всему миру

За что стартап Филиппа Денисова так ценят инвесторы и клиенты

Forbes
Смотреть вперёд Смотреть вперёд

Интерьер загородного дома для молодого профессионального спортсмена

SALON-Interior
«Не удивлюсь, если Майк не захочет выйти». Богуславский и Варданян — о возможном домашнем аресте Калви «Не удивлюсь, если Майк не захочет выйти». Богуславский и Варданян — о возможном домашнем аресте Калви

Что говорят о решении СКР представители бизнеса и делового сообщества

Forbes
Взрослое кино: как заработать на российских фильмах Взрослое кино: как заработать на российских фильмах

Сегодня кинематограф становится бизнесом, на котором можно заработать

Forbes
Человеческая комедия Человеческая комедия

GQ встретился с Сергеем Буруновым, который умеет смешить без видимых усилий

GQ
Кто такой Король Ночи? Почему Джон Сноу ничего не знает? Разговорник для тех, кто никогда в жизни не смотрел Кто такой Король Ночи? Почему Джон Сноу ничего не знает? Разговорник для тех, кто никогда в жизни не смотрел

Разговорник для тех, кто ничего не знает про «Игру престолов»

Esquire
Буйство красок: самые фриковые макияжи звезд эпохи 90-х Буйство красок: самые фриковые макияжи звезд эпохи 90-х

Мейкап в цветах «барби», экстремально темные помады и яркие тени…

Cosmopolitan
Как выйти из карьерной карусели и начать свое дело Как выйти из карьерной карусели и начать свое дело

На чем сконцентрироваться человеку, если он решил поменять работу

СНОБ
Виды батареек по размерам и химическому составу: шпаргалка CHIP Виды батареек по размерам и химическому составу: шпаргалка CHIP

Чем литиевая батарейка отличается от солевой или щелочной? Какая лучше?

CHIP
МакSим: МакSим:

Певица МакSим о том, как держать себя в тонусе и что лежит в ее косметичке.

Cosmopolitan
Открыть в приложении