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

10 причин избыточного веса: как найти проблему 10 причин избыточного веса: как найти проблему

Перестаньте ругать себя. Лишний вес – очень сложная проблема

Популярная механика
Неожиданный поворот: 10 фактов из истории моды, которые тебя удивят Неожиданный поворот: 10 фактов из истории моды, которые тебя удивят

Арина Яганова перечисляет самые невообразимые факты из истории моды

Cosmopolitan
Откуда к нам прилетела межзвездная комета? Астрономы впервые отследили ее путь Откуда к нам прилетела межзвездная комета? Астрономы впервые отследили ее путь

Астрономам впервые удалось точно установить, откуда прибыл межзвездный гость

Inc.
Приспособленец Приспособленец

QX50 — гремучая смесь: новая платформа, уникальный мото, электроруль и вариатор

АвтоМир
Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
Газонокосилка или триммер: что лучше? Газонокосилка или триммер: что лучше?

Для чего лучше выбрать газонокосилку, а для чего – триммер

CHIP
Цукерберг и Балмер стали богаче на $5,1 млрд из-за хорошей отчетности Facebook и Microsoft Цукерберг и Балмер стали богаче на $5,1 млрд из-за хорошей отчетности Facebook и Microsoft

Facebook и Microsoft отчитались о более высоком, чем ожидалось, росте выручки

Forbes
Что может разрушить даже самый счастливый брак? 3 строгих заповеди Что может разрушить даже самый счастливый брак? 3 строгих заповеди

Три заповеди, которые в браке нарушать нельзя

Playboy
Куропаты: «штабель на штабель» Куропаты: «штабель на штабель»

«Война памяти» в Куропатах

Дилетант
«Она построила лучший авиационный бизнес в стране»: жизнь и принципы Наталии Филевой «Она построила лучший авиационный бизнес в стране»: жизнь и принципы Наталии Филевой

Как соосновательница S7 создала самую эффективную в своей отрасли компанию

Forbes
Антон Севидов: Антон Севидов:

Солист Teslaboy о том, что хотел бы изменить в российской индустрии музыки

Cosmopolitan
Совместными усилиями Совместными усилиями

Все са­мые но­вые тех­но­ло­гии — на служ­бе у ва­ше­го те­ла и ва­шей кра­со­ты

Glamour
Веское слово Джексона Веское слово Джексона

Разменяв восьмой десяток, Джексон не собирается останавливаться на достигнутом

Esquire
Мордашов купил долю в «Ленте» Мордашов купил долю в «Ленте»

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

Forbes
Десять из десяти Десять из десяти

К юбилею марки Ральф Лорен перевыпустил десятку лучших галстуков

The Rake
Дурное послевкусие: как нацпроекты повлияют на экономику России Дурное послевкусие: как нацпроекты повлияют на экономику России

Нацпроекты поддержат экономику, но нужно готовиться и к негативным эффектам

Forbes
Поединок Пса и Бриенны, смерть Оберина Мартелла и повзрослевшие Старки: полный гид по четвертому сезону Поединок Пса и Бриенны, смерть Оберина Мартелла и повзрослевшие Старки: полный гид по четвертому сезону

Вспоминаем все, что произошло в четвертом сезоне "Игры престолов"

Esquire
Город Гуру Город Гуру

Велнес-специалисты Лос-Анджелеса

Robb Report
Делать этот мир лучше Делать этот мир лучше

Вера Брежнева и Елена Перминова о красоте и о том, как важно работать над собой

OK!
Сколько можно извиняться Сколько можно извиняться

Вежливое обращение «Извините, пожалуйста…» некоторые используют для оправдания

Лиза
Колготки в сеточку и мини на грани разумного: эволюция стиля Ирины Салтыковой Колготки в сеточку и мини на грани разумного: эволюция стиля Ирины Салтыковой

Как наша Дейнерис из 90-х перевернула представление о сексуальности

Cosmopolitan
Миллиардер и революционер: новая жизнь главного инвестора Кремниевой долины Марка Андриссена Миллиардер и революционер: новая жизнь главного инвестора Кремниевой долины Марка Андриссена

Марк Андриссен однажды уже перевернул устои венчурного рынка

Forbes
Большое итальянское путешествие Большое итальянское путешествие

В Италии каждый сможет найти занятие по душе. Собираем чемодан?

Домашний Очаг
Самые молодые участники рейтинга богатейших бизнесменов — 2019 Самые молодые участники рейтинга богатейших бизнесменов — 2019

Крупные состояния российских предпринимателей «взрослеют» вместе с владельцами

Forbes
Сверхъестественная Сверхъестественная

Интервью с актрисой Юлией Пе­ре­сильд

Glamour
«Полгода — у меня, полгода — у него»: как Петр Авен и Вячеслав Кантор делят одну картину на двоих «Полгода — у меня, полгода — у него»: как Петр Авен и Вячеслав Кантор делят одну картину на двоих

Петр Авен рассказал, во сколько он оценивает свою коллекцию русского искусства

Forbes
Зарядка для ума Зарядка для ума

Audi продолжает работать над созданием линейки полностью электрических моделей

АвтоМир
Принцы и принцессы хип-хопа — 2019: список Forbes Принцы и принцессы хип-хопа — 2019: список Forbes

Forbes выбрал самых перспективных хип-хоп-артистов до 30 лет

Forbes
Титан, тишина и саморазрушение: на что способны современные шины Титан, тишина и саморазрушение: на что способны современные шины

Современные шины – не просто резиновая смесь на колесных дисках

Популярная механика
Дефибрилляция всей страны: как приборы доврачебной помощи спасут тысячи людей Дефибрилляция всей страны: как приборы доврачебной помощи спасут тысячи людей

Повсеместная установка дефибрилляторов будет спасать десятки тысяч жизней в год

Forbes
Открыть в приложении