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 простых привычек, которые помогают поднять настроение 10 простых привычек, которые помогают поднять настроение

Настроение поднять очень просто — достаточно знать о том, как работает тело

Популярная механика

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

Esquire
Тела при нагревании расширяются, но не всегда Тела при нагревании расширяются, но не всегда

Что сдерживает тепловое расширение в уникальном сплаве из четырех элементов

ТехИнсайдер
Герпес: как лечиться будущей маме? Герпес: как лечиться будущей маме?

Не скажется ли герпес на течении беременности и как его лечить

9 месяцев
От Марса до квантовой физики: 11 книг для любителей научной фантастики От Марса до квантовой физики: 11 книг для любителей научной фантастики

Что ждет человечество в будущем? Фантасты размышляют в своих книгах

Maxim
Пять удивительных мест, закрытых для туристов Пять удивительных мест, закрытых для туристов

Пять живописных и одновременно пугающих мест, где вас никто не ждет

Forbes
В рейтинге крупнейших покупателей российской нефти впервые сменился лидер В рейтинге крупнейших покупателей российской нефти впервые сменился лидер

Китайский партнер «Роснефти» впервые обошел трейдера «Лукойла»

Forbes
Секс-драйв: усатое удовольствие от мини-вибратора Volita Секс-драйв: усатое удовольствие от мини-вибратора Volita

Знакомимся с мощным секс-девайсом от Fun Factory

Cosmopolitan
Учителя учителей Учителя учителей

Преподаватели йоги о своих учителях и о том, почему учитель — это так важно

Yoga Journal
Игры кончились Игры кончились

Кит Харингтон рассказал GQ, за что ненавидит сериал, сделавший его знаменитым

GQ
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
8 ошибок в дачной электрике, которые лучше не совершать 8 ошибок в дачной электрике, которые лучше не совершать

С электрикой шутки плохи - тем более в деревянном доме

CHIP
Сад Сад

Герои нашего досье про сад — люди, проектирующие парки и разбивающие сады

AD
Давай по-хорошему Давай по-хорошему

Как себя вести, чтобы не быть втянутой в скандал на детской площадке

StarHit
11 по-настоящему крошечных, но вполне обитаемых островов 11 по-настоящему крошечных, но вполне обитаемых островов

Рай для интровертов

Playboy
Почему в XXI веке, когда люди летают в космос, соборы все еще горят (и что ждет Нотр-Дам теперь) Почему в XXI веке, когда люди летают в космос, соборы все еще горят (и что ждет Нотр-Дам теперь)

Почему полеты в космос не помогают человечеству тушить пылающие памятники

Esquire
Топовые процессоры для ПК: 6 лучших CPU для работы и игр Топовые процессоры для ПК: 6 лучших CPU для работы и игр

Мы подобрали 6 CPU с топовыми параметрами для работы и игр

CHIP
Елизавета Баварская Елизавета Баварская

О местах силы, супермоделях, итальянской кухне и любимых модных тенденциях

Vogue

Российские звезды шоу-бизнеса высказали свои эмоции в связи с трагедией

Cosmopolitan
«Зайки» останутся без прав? «Зайки» останутся без прав?

Мошенников, не платящих за использование платных дорог, привлекут к ответу

АвтоМир
Ключи к силе и легкости Ключи к силе и легкости

Практика йоги критического выравнивания для избавления от последствий стресса

Yoga Journal
Разнообразие пропорций Разнообразие пропорций

Сравнительный тест Renault Koleos и Hyundai Santa Fe

АвтоМир
У него есть всё У него есть всё

Посмотрим, соответствует ли флагманский внедорожник марки заявлению маркетологов

4x4 Club
Кумир скромных миллионеров Кумир скромных миллионеров

Полноразмерный кроссовер Audi Q7 комфортен, технологичен и капризен

4x4 Club
Это Кавказ! Это Кавказ!

Приближающиеся майские праздники – отличное время для путешествий по Кавказу

Grazia
Обзор игры Devil May Cry 5: Данте сильно изменился за лето Обзор игры Devil May Cry 5: Данте сильно изменился за лето

DMC5 – рассказываем, что нового появилось в игре

CHIP
«Я отказалась от карьеры в пользу жизни» «Я отказалась от карьеры в пользу жизни»

Карьерному продвижению Эми Робертс предпочла жизнь менее стабильную и свободную

Psychologies
Не знаете, какие шины выбрать? Я вам помогу Не знаете, какие шины выбрать? Я вам помогу

Несколько лет назад Bridgestone построил в России завод по производству шин

4x4 Club
За одни и те же деньги За одни и те же деньги

Jeep Wrangler и УАЗ «Хантер» в дуэльных заездах

4x4 Club
Дорогущие спорткары и экоавтомобили: на чем ездят Кардашьян, Ивлеева и другие Дорогущие спорткары и экоавтомобили: на чем ездят Кардашьян, Ивлеева и другие

На чем ездят топовые российские и зарубежные звезды?

Cosmopolitan
Открыть в приложении