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
«Это мошенническая схема». Кто ответит за плохую нефть в «Дружбе» «Это мошенническая схема». Кто ответит за плохую нефть в «Дружбе»

Грязную нефть в нефтепровод «Дружба» залили умышленно

Forbes
Химики воспроизвели межзвездный синтез всех молекул цикла Кребса Химики воспроизвели межзвездный синтез всех молекул цикла Кребса

Химики в лаборатории синтезировали весь набор карбоновых кислот из цикла Кребса

N+1
Три сезона красоты Три сезона красоты

Весна, лето, осень: календарь важных дел в саду

Домашний Очаг
Смертельно опасный тренд TikTok: почему мужчины бреют ресницы и чем это грозит? Смертельно опасный тренд TikTok: почему мужчины бреют ресницы и чем это грозит?

Для чего человеку нужны ресницы и что будет, если их сбрить?

Inc.
Что посеешь Что посеешь

Владельцы дома по проекту Чипперфилда неожиданно увлеклись сельским хозяйством

AD
Самые успешные венчурные капиталисты мира — 2019: рейтинг Forbes Самые успешные венчурные капиталисты мира — 2019: рейтинг Forbes

Герои «списка Мидаса»

Forbes
Как «Дело Серебренникова» освободило театры от закона о госзакупках Как «Дело Серебренникова» освободило театры от закона о госзакупках

Как изменения в законе о госзакупках в сфере культуры повлияют на театры

Forbes
Вне игры Вне игры

Тата Карапетян, героиня самого громкого светского расставания сезона

Tatler
Слава под колесами Tesla: как пермяк Олег Кивокурцев придумал самого известного робота из России Слава под колесами Tesla: как пермяк Олег Кивокурцев придумал самого известного робота из России

Олег Кивокурцев основал производителя роботов Promobot в пермском гараже

Forbes
Хорошо добытое старое Хорошо добытое старое

Четыре владелицы винтажных магазинов — о моде прошлых десятилетий

Vogue
Эмоции – его стихия Эмоции – его стихия

Новый компактный кроссовер призван привлечь внимание новой для Lexus аудитории

АвтоМир
Золотые мячи. Что стало с футбольными проектами миллиардеров в России Золотые мячи. Что стало с футбольными проектами миллиардеров в России

Судьбы футбольных проектов из 2004-го, в истории которых отметились миллиардеры

Forbes
13 типов лайков в Instagram — от дружеского до вынужденного 13 типов лайков в Instagram — от дружеского до вынужденного

Каждый лайк в инстаграме поддается классификации

Playboy
Наталья Догадина о своем бутике Rehabshop, работе байером и модных правилах Наталья Догадина о своем бутике Rehabshop, работе байером и модных правилах

Наталья Догадина о внутренней кухне своего бренда и с чего все начиналось

Vogue
Обзор недорогого стедикама для смартфонов Hohem iSteady Mobile Обзор недорогого стедикама для смартфонов Hohem iSteady Mobile

Если вы хотите снимать крутые видео на смартфон, вам не обойтись без стедикама

CHIP
Боевые шагоходы: со страниц фантастики в реальность Боевые шагоходы: со страниц фантастики в реальность

Как выглядели бы боевые машины будущего и какую пользу они могли бы принести

Популярная механика
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
Чайный пакетик за $14000 и туалетная бумага за $376900: удивительно бестолковые дорогие вещи Чайный пакетик за $14000 и туалетная бумага за $376900: удивительно бестолковые дорогие вещи

Когда у тебя есть все нужное, а деньги жгут карман

Playboy
Больше никакого рок-н-ролла: как убивали «Американских богов» (разбор второго сезона «Американских богов») Больше никакого рок-н-ролла: как убивали «Американских богов» (разбор второго сезона «Американских богов»)

Ко второму сезону сериал превратился в одинокий пикет дома престарелых

Esquire
Как создать бизнес в $800 млн на здоровом образе жизни Как создать бизнес в $800 млн на здоровом образе жизни

Компания Пола Сциаллы выдает помещениям сертификаты о соответствии велнес

Forbes
Удивительное – рядом Удивительное – рядом

В обычных больницах сегодня применяют уникальные технологии

Лиза
Как шутили бренды на 1 апреля: лучшие приколы российских и мировых техногигантов Как шутили бренды на 1 апреля: лучшие приколы российских и мировых техногигантов

Как технологические компании отмечали День смеха

CHIP
Секс-расследование: Можно ли заниматься сексом всегда, когда хочется? Секс-расследование: Можно ли заниматься сексом всегда, когда хочется?

Регулярный секс — одно из важнейших условий для счастья

Cosmopolitan
Головин, «Рамзес», Капризов: самые перспективные спортсмены и киберспортсмены моложе 30 лет Головин, «Рамзес», Капризов: самые перспективные спортсмены и киберспортсмены моложе 30 лет

Номинанты в новый рейтинг Forbes «30 до 30»

Forbes
«Русские не уловили сигнал». Сторонник Трампа призвал ввести новые санкции против России «Русские не уловили сигнал». Сторонник Трампа призвал ввести новые санкции против России

Сенатор Линдси Грэм заявил, что США должны ввести новые санкции против России

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

Восемь признаков изменщика

Psychologies
Замужем в Италии Замужем в Италии

Мы попросили пять женщин, вышедших замуж за итальянцев, рассказать свою историю

Домашний Очаг
35 стран, отказавшихся от пластика и полиэтилена (Россия, пора просыпаться) 35 стран, отказавшихся от пластика и полиэтилена (Россия, пора просыпаться)

В Грузии ввели запрет на продажу и производство полиэтиленовых пакетов

Playboy
Легенды Британии Легенды Британии

Автомобили Land Rover Discovery обросли огромным количеством мифов и слухов

4x4 Club
Открыть в приложении