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

5 полезных привычек, которые помогут экономить 5 полезных привычек, которые помогут экономить

Эти советы позволят вам не тратить лишние деньги, которых так часто не хватает

Популярная механика
Специалист по конфликтам. В Baring Vostok пришел антикризисный менеджер из А1 Специалист по конфликтам. В Baring Vostok пришел антикризисный менеджер из А1

Артем Артюхов из A1 пришел в Baring Vostok, чтобы разрешить конфликт

Forbes
Бактерии совершают самоубийство, чтобы спасти свою колонию от вирусов Бактерии совершают самоубийство, чтобы спасти свою колонию от вирусов

Кишечная палочка использует ранее неизвестную противовирусную систему

ТехИнсайдер
Блогер подала иск о защите репутации к Тинькофф банку на полмиллиона рублей Блогер подала иск о защите репутации к Тинькофф банку на полмиллиона рублей

Блогер Александра Баязитова и Тинькофф банк поссорились из-за ролика на YouTube

Forbes
Эмоциональный интеллект Эмоциональный интеллект

Новое представление о том, что значит быть «умным»

kiozk originals
В лучах солнца В лучах солнца

Альбина Джанабаева легко загорается сама и зажигает других

OK!
Неверность партнера: какие могут быть причины? Неверность партнера: какие могут быть причины?

Какие невидимые причины могут скрываться за неверностью партнера

Psychologies
9 признаков того, что ты ей не абсолютно не интересен (извини, это правда конец) 9 признаков того, что ты ей не абсолютно не интересен (извини, это правда конец)

Это просто нужно признать, быстрее пережить трагедию и быстрее переключиться

Playboy
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
Как научиться принимать лучшие решения Как научиться принимать лучшие решения

Узнай, как твой мозг делает выбор за тебя, и научись с ним договариваться

Cosmopolitan
«Убивая Еву» – шоу про психопатов и одержимость «Убивая Еву» – шоу про психопатов и одержимость

Как опасны могут быть женщины, когда они чего-то хотят

GQ
Почему Роберт Дауни-младший так плохо одевается? Почему Роберт Дауни-младший так плохо одевается?

Лучше бы Роберт Дауни-младший всегда ходил в костюме Железного человека

GQ
Как прокачать эмоциональную стабильность Как прокачать эмоциональную стабильность

Что «ломается» в нашем теле, если мы постоянно испытываем перепады настроения

Psychologies
«Синдром белого халата»: стоит ли безоговорочно доверять врачам? «Синдром белого халата»: стоит ли безоговорочно доверять врачам?

Посещение врача заставляет немного нервничать

Psychologies
15 богатейших семей в Госдуме и Совете Федерации 15 богатейших семей в Госдуме и Совете Федерации

Кто вошел в число самых богатых парламентариев России

Forbes
«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
Кровь, сперма, молоко и Жюльет Бинош верхом на дилдо. Как понимать фильм «Высшее общество»? Кровь, сперма, молоко и Жюльет Бинош верхом на дилдо. Как понимать фильм «Высшее общество»?

Почему фильм «Высшее общество» вызвал такое противоречивое впечатление

Esquire
Роберт Паттинсон Роберт Паттинсон

Для Роберта Паттинсона жизнь – путь от противного… к приятному

Psychologies
Пакуй чемодан Пакуй чемодан

«СтарХит» узнал, как звезды проведут майские праздники

StarHit
Лев Лещенко: «Могу сам и обои поклеить» Лев Лещенко: «Могу сам и обои поклеить»

Певец Лев Лещенко раскрыл тайну, почему ни разу не изменил за 50 лет

StarHit
ЧМ, банки, космос. Что Счетная палата проверит в этом году ЧМ, банки, космос. Что Счетная палата проверит в этом году

Счетная палата впервые представила ежегодный план проверок

Forbes
Легенды Британии Легенды Британии

Автомобили Land Rover Discovery обросли огромным количеством мифов и слухов

4x4 Club
Успеть к восходу Успеть к восходу

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

Robb Report
Плавали, знаем Плавали, знаем

Как мы решили отправиться в морской круиз и что из этого вышло

Лиза
Заводите моторы! Заводите моторы!

Те самые мотоциклы, что в этом сезоне лишат нас сна и аппетита

Quattroruote
Силуэт черной дыры на фоне ее раскаленного обеда: что на самом деле сфотографировали ученые в космосе (и зачем) Силуэт черной дыры на фоне ее раскаленного обеда: что на самом деле сфотографировали ученые в космосе (и зачем)

Кто, как и, главное, зачем сделал первый в истории снимок тени черной дыры?

Esquire
На все руки На все руки

Архитектор Марио Беллини — о Москве, актуальном дизайне и Стиве Джобсе

SALON-Interior
Зачем финансовой разведке понадобилось блокировать вклады без суда Зачем финансовой разведке понадобилось блокировать вклады без суда

Новый проект от Росфинмониторинга

Forbes
Эдвард Мунк: «Крик», прострелянный палец и полгода в психушке Эдвард Мунк: «Крик», прострелянный палец и полгода в психушке

Пришло время позна­комиться с создателем «Крика»

Maxim
Найдены самые древние молекулы во Вселенной Найдены самые древние молекулы во Вселенной

Группе исследователей удалось отследить следы самых первых молекул

Популярная механика
Открыть в приложении