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

3 отличных продукта для того, чтобы сбросить лишний вес 3 отличных продукта для того, чтобы сбросить лишний вес

Внимательно присмотритесь к тому, что именно кладете в тарелку каждый день

Популярная механика
Народный автомобиль СССР: проект, убитый войной Народный автомобиль СССР: проект, убитый войной

КИМ-10 — автомобиль, который так и не стал народным

Популярная механика
Впервые в лаборатории воссоздана нервная цепь человеческой боли Впервые в лаборатории воссоздана нервная цепь человеческой боли

Ученые воспроизвели важный нервный путь, из-за которого человек чувствует боль

ТехИнсайдер
Как стать куклой: юные знаменитости, которые помолодели из-за операций Как стать куклой: юные знаменитости, которые помолодели из-за операций

Ради карьеры селебрити готовы делать инъекции и пластику в совсем юном возрасте

Cosmopolitan
11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
Очень при­ят­но, Джордж Очень при­ят­но, Джордж

Пят­на­дцать ми­нут в ком­па­нии Джор­джа Клу­ни — и все, вы обез­ору­же­ны

Glamour
Мордашов купил долю в «Ленте» Мордашов купил долю в «Ленте»

Компания Алексея Мордашова «Севергрупп» завершила покупку 41,9% акций Lenta Ltd

Forbes
Процесс о процессорах Процесс о процессорах

Почему арестовали создателя отечественных суперкомпьютеров

Русский репортер
Как устроен дроид BB-8? Как устроен дроид BB-8?

Кто такой BB-8?

Популярная механика
Этот щенок всегда спит в одной и той же, очень странной позе (нет, он жив) Этот щенок всегда спит в одной и той же, очень странной позе (нет, он жив)

Фотожабы с участием ши-тцу Пэнинин

Playboy
Citroen C5 Aircross: Высокий блондин в черном ботинке Citroen C5 Aircross: Высокий блондин в черном ботинке

Продавать истинно французские автомобили в России всегда было сложно

АвтоМир
Карликовые свиньи, мини-тигры: как селекционеры выводят новые породы миниатрюрных животных Карликовые свиньи, мини-тигры: как селекционеры выводят новые породы миниатрюрных животных

Откуда берутся уменьшенные версии больших животных?

Esquire
Skibidi и «Кислота»: чем известны 10 самых перспективных молодых музыкантов и кинодеятелей России Skibidi и «Кислота»: чем известны 10 самых перспективных молодых музыкантов и кинодеятелей России

Почему эксперты считают этих молодых музыкантов и кинодеятелей перспективными

Forbes
5 важных моментов в 1-й серии 8 сезона «Игры престолов», которые ты скорее всего пропустил 5 важных моментов в 1-й серии 8 сезона «Игры престолов», которые ты скорее всего пропустил

Сезон спойлеров «Игры престолов» объявляется открытым

Maxim
Детский мир Детский мир

Декоратор Мия Карлова воссоздала в загородном доме атмосферу детства на даче

AD
«В регионах с этим гораздо хуже». Гендиректор BlaBlaCar о сексизме и дискриминации женщин «В регионах с этим гораздо хуже». Гендиректор BlaBlaCar о сексизме и дискриминации женщин

Никто и никогда не говорил Ирине Рейдер, что она занимается «не женским делом»

Forbes
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
Сладкий поцелуй Сладкий поцелуй

Воздушное лакомство на все времена!

Лиза
Отто фон Бисмарк — железный канцлер с человеческим лицом Отто фон Бисмарк — железный канцлер с человеческим лицом

1 апреля исполняется 204 года со дня рождения Отто фон Бисмарка

Maxim
Что нам мешает пережить расставание Что нам мешает пережить расставание

Какие факторы влияют на скорость восстановления после разрыва отношений

Psychologies
«За здоровье товарища председателя». Как прошел первый визит Ким Чен Ына в Россию «За здоровье товарища председателя». Как прошел первый визит Ким Чен Ына в Россию

Ким Чен Ын впервые посетил Россию и сказал, что приедет еще

Forbes
Это и правда мигрень? Это и правда мигрень?

По разным данным от мигрени страдают 11–25% женщин и 4–10% мужчин

Домашний Очаг
Как смертельный яд помогает лечить болезни: российская разработка Как смертельный яд помогает лечить болезни: российская разработка

Ученые находят новые применения ядам в медицине

Популярная механика
Эмоции – его стихия Эмоции – его стихия

Новый компактный кроссовер призван привлечь внимание новой для Lexus аудитории

АвтоМир
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
Солнечный друг Солнечный друг

Насколько важен витамин D для нашего здоровья и красоты

Grazia
«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
5 причин, почему встречаться с женщиной постарше – твой лучший выбор 5 причин, почему встречаться с женщиной постарше – твой лучший выбор

Нужно прекратить стесняться того, что вы встречаетесь с женщиной старше вас

Playboy
Что будет, если есть авокадо каждый день? 5 последствий для твоего организма Что будет, если есть авокадо каждый день? 5 последствий для твоего организма

Маленький, зеленый и жутко полезный

Playboy
6 детских игрушек, которых лучше бы не было 6 детских игрушек, которых лучше бы не было

Читайте подборку самых опасных игрушек, которые попадали в руки детям

CHIP
Открыть в приложении