Credit imagine: Universitatea din Chicago
Oamenii de știință ai universității se pregătesc să ruleze cea mai avansată simulare de supercomputer a unei stele explozive care a încercat vreodată.
Tomasz Plewa, Senior Research Associated in the Center for Astrophysical Thermonuclear Clashs and Astronomy & Astrophysics, se așteaptă ca simularea să dezvăluie mecanica stelelor care explodează, numite supernovee, în detalii fără precedent.
Simularea este posibilă prin alocarea specială a Departamentului pentru Energie a Statelor Unite pentru un extraordinar 2,7 milioane de ore de supercomputare la Flash Center, care utilizează de obicei mai puțin de 500.000 de ore de supercomputer anual.
„Aceasta este dincolo de imaginație ,? a spus Plewa, care a prezentat propunerea Flash Center în numele unei echipe de cercetare de la Universitatea și Laboratorul Național Argonne.
Proiectul Flash Center a fost unul dintre cei trei selectați pentru a primi alocări de timp supercomputerului în cadrul unui nou program competitiv anunțat în iulie trecută de secretarul Spencer Abraham.
Celelalte două propuneri câștigătoare au provenit de la Institutul de Tehnologie din Georgia, care a primit 1,2 milioane de ore de procesare și de la Laboratorul Național Lawrence DOK s, Berkeley, care a primit un milion de ore de procesare.
Timpul supercomputerului va ajuta Centrul Flash să simuleze mai precis explozia unei stele pitice albe, una care a ars cel mai mult sau tot combustibilul său nuclear. Aceste supernove strălucesc atât de puternic încât astronomii le folosesc pentru a măsura distanța în univers. Cu toate acestea, multe detalii despre ceea ce se întâmplă în timpul unei supernove rămân necunoscute.
Simularea unei supernove este intens calculată, deoarece implică scări mari de timp și spațiu. Stelele pitice albe acumulează gravitațional material de la o stea însoțitoare de milioane de ani, dar se aprind în mai puțin de o secundă. Simulările trebuie să țină cont și de procesele fizice care au loc pe o scară care variază de la câteva sutimi de centimetru până la întreaga suprafață a stelei, care este comparabilă ca mărime cu Pământul.
Probleme de calcul similare afectează programul de gestionare și gestionare a stocurilor de arme nucleare ale DOE. În urma Tratatului de interzicere a testelor complete, pe care președintele Clinton l-a semnat în 1996, fiabilitatea arsenalului nuclear al națiunii trebuie acum testată prin simulări pe computer, mai degrabă decât pe teren.
Întrebările sunt, în final, cum îmbătrânește arsenalul nuclear cu timpul și codul dvs. prezice corect procesul de îmbătrânire ?? A spus Plewa.
Oamenii de știință din Flash Center verifică acuratețea codului supernovelor, comparând rezultatele simulărilor lor atât cu experimente de laborator, cât și cu observații telescopice. Observațiile spectrale ale supernovelor, de exemplu, oferă un fel de cod de bare care dezvăluie ce elemente chimice sunt produse în explozii. În prezent, aceste observații intră în conflict cu simulările.
„Doriți să reconciliați simulările actuale cu observațiile privind compoziția chimică și producția de elemente ,? A spus Plewa.
Oamenii de știință doresc, de asemenea, să vadă mai clar succesiunea evenimentelor care au loc imediat înainte ca o stea să treacă supernova. Se pare că o supernovă începe în miezul unei stele pitice albe și se extinde spre suprafață ca un balon umflant.
Conform unei teorii, frontul cu flacără se extinde inițial într-un mod relativ lent? viteza subsonică de 60 de mile pe secundă. Apoi, la un moment dat necunoscut, partea frontală a flăcării detonează și accelerează până la viteze supersonice. În materialul ultra-dens al unui pitic alb, viteze supersonice depășesc 3.100 mile pe secundă.
O altă posibilitate: unda subsonică inițială se aprinde atunci când ajunge în partea exterioară a stelei, ceea ce duce la o prăbușire a piticului alb, amestecarea combustibilului nuclear ars și apoi detonarea.
? Va fi foarte frumos dacă în simulări am putea observa această tranziție la detonare ,? A spus Plewa.
Oamenii de știință din Flash Center sunt deja pe punctul de a recrea acest moment în simulările lor. Timpul suplimentar al computerului de la DOE ar trebui să le împingă peste prag.
Centrul va mări rezoluția simulărilor sale la un kilometru (șase zecimi de milă) pentru o simulare cu stele întregi. Anterior, centrul ar putea ajunge la o rezoluție de cinci kilometri (3,1 mile) pentru o simulare cu stele întregi sau 2,5 kilometri (1,5 mile) pentru o simulare care cuprinde doar o optime dintr-o stea.
Ultimele simulări nu reușesc să surprindă tulburările care pot avea loc în alte secțiuni ale stelei, a spus Plewa. Însă pot deveni curând relicve științifice.
"Sper ca, în vară, să avem toate simulările făcute și vom continua să analizăm datele," el a spus.
Sursa originală: Comunicat de presă al Universității din Chicago
