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

Что почитать в день «Звездных вoйн»: 3 отличных книги о далекой галактике Что почитать в день «Звездных вoйн»: 3 отличных книги о далекой галактике

Книги, которые помогут вспомнить вам, за что вы любите «Звездные вoйны»

Популярная механика
Костюм Адама: звезды, которые не стесняются демонстрировать мужское достоинство Костюм Адама: звезды, которые не стесняются демонстрировать мужское достоинство

Герои нашей подборки не видят ничего плохого в том, чтобы позировать обнаженными

Cosmopolitan
Астероидные кольца, сила гравитации и сжатие звездного облака: откуда взялась Луна Астероидные кольца, сила гравитации и сжатие звездного облака: откуда взялась Луна

Почему ни одна из гипотез не может объяснить, как на самом деле «родилась» Луна

Maxim
9 способов зарядить телефон как можно быстрее (когда очень надо и срочно) 9 способов зарядить телефон как можно быстрее (когда очень надо и срочно)

Ты готов начать свой день, и — о нет: батарея разряжена

Playboy
Ученые предсказали точную дату конца Вселенной— и он случится раньше, чем предполагалось Ученые предсказали точную дату конца Вселенной— и он случится раньше, чем предполагалось

Ученые впервые назвали точную дату конца Вселенной

Inc.
Голод Голод

Деятельный ресторатор о гастрономических привычках в румынских деревнях

Esquire
Созданный помощником Путина аналитический центр назвал металлургов «потерянными» для экономики Созданный помощником Путина аналитический центр назвал металлургов «потерянными» для экономики

Металлургические компании эксперты ЦМАКП назвали «потерянными»

Forbes
Задачи для ретушера Задачи для ретушера

Suzuki Vitara пережила плановое обновление

АвтоМир
В ожидании чуда В ожидании чуда

Хайди Клум снова беременна!

Grazia
Нашествие гуманитариев: почему они теснят технарей в топ-менеджменте IT-компаний Нашествие гуманитариев: почему они теснят технарей в топ-менеджменте IT-компаний

Ценность творческого подхода к управлению алгоритмами только выросла

Forbes
Ясно, солнечно, позитивно Ясно, солнечно, позитивно

Яркий, полный жизни интерьер в Санкт–Петербурге — вызов дождливой погоде

SALON-Interior
MIT прекращает работать с китайскими Huawei и ZTE из-за подозрений в кибершпионаже MIT прекращает работать с китайскими Huawei и ZTE из-за подозрений в кибершпионаже

Один из главных университетов США прекращает все связи с Huawei и ZTE

Forbes
Как выбрать миксер для дома: правила профи Как выбрать миксер для дома: правила профи

Ручной миксер полезен в хозяйстве, однако надо разобраться, как его выбрать

CHIP
Зловещая долина: самый ожидаемый спектакль весны Зловещая долина: самый ожидаемый спектакль весны

Команда «Импресарио» везёт в Москву новую работу Штефана Кэги

Cosmopolitan
Как поддерживать отношения с лучшим другом, если вы находитесь на расстоянии Как поддерживать отношения с лучшим другом, если вы находитесь на расстоянии

Сделай все, чтобы не потерять связь с лучшим другом

Playboy
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
Звездные мамочки рассказали о трудностях материнства Звездные мамочки рассказали о трудностях материнства

6 апреля телеканал «Супер» запускает реалити «#Яжемать»

Cosmopolitan
Недоверчивая Россия: как изменился информационный ландшафт страны Недоверчивая Россия: как изменился информационный ландшафт страны

Российское общество живет на две информационные повестки: официальную и свою

Forbes
21 рецепт жестоких первоапрельских розыгрышей 21 рецепт жестоких первоапрельских розыгрышей

Первое апреля бывает лишь один раз в году, и в этот раз мы не дадим ему пропасть

Maxim
Новая «голубая фишка»: стоит ли покупать акции «Сибура» в случае IPO Новая «голубая фишка»: стоит ли покупать акции «Сибура» в случае IPO

В случае проведения IPO акции «Сибура» наверняка станут новой «голубой фишкой»

Forbes
Какой внешний жесткий диск выбрать для смартбука? Какой внешний жесткий диск выбрать для смартбука?

Как выбрать внешний жесткий диск

CHIP
«Открылось окно возможностей»: экономисты о победе Зеленского «Открылось окно возможностей»: экономисты о победе Зеленского

Что победа Владимира Зеленского означает для экономики и газовых споров

Forbes
Делать этот мир лучше Делать этот мир лучше

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

OK!
В США опубликован доклад Мюллера о российском вмешательстве в выборы В США опубликован доклад Мюллера о российском вмешательстве в выборы

Документ включает итоги двухлетнего расследования о вмешательстве России

Forbes
Алена Яковлева впервые рассказала, как ее изнасиловали трое мужчин Алена Яковлева впервые рассказала, как ее изнасиловали трое мужчин

Алена Яковлева пережила несколько жутких историй, связанных с приставаниями

Cosmopolitan
Ремень-навигатор: есть ли место умной одежде в модной индустрии Ремень-навигатор: есть ли место умной одежде в модной индустрии

Пригодна ли умная одежда для повседневной носки

Forbes
Человек и ледокол Человек и ледокол

Зачем Олегу Тинькову яхта, способная плавать в Антарктике

Forbes
Легенды Британии Легенды Британии

Автомобили Land Rover Discovery обросли огромным количеством мифов и слухов

4x4 Club
Техника на грани фантастики: «Сухой» КР-860 Техника на грани фантастики: «Сухой» КР-860

В конце 1990-х годов в России мог появиться самый большой пассажирский самолет

Популярная механика
Cтолица миров Cтолица миров

Древняя столица Китая хранит имперское величие и настоящие ценности Поднебесной

Вокруг света
Открыть в приложении