Pildikrediit: Chicago ülikool
Ülikooli teadlased teevad ettevalmistusi plahvatusliku tähe kõige arenenuma superarvuti simulatsiooni käivitamiseks.
Astrofüüsikaliste termotuumavälkude ning astronoomia ja astrofüüsika keskuse vanemteadur Tomasz Plewa loodab, et simulatsioon paljastaks plahvatavate tähtede, nn supernoovade, mehaanika enneolematult detailselt.
Simulatsiooni teeb võimalikuks see, et USA energeetikaministeerium eraldab Flash Centerile erakordselt 2,7 miljonit tundi superarvutit, mis tavaliselt kasutab aastas vähem kui 500 000 tundi superarvuti.
? See on kujutlusvõimest väljas ,? ütles Plewa, kes esitas välkkeskuse ettepaneku ülikooli ja Argonne'i riikliku labori uurimisrühma nimel.
Välkkeskuse projekt oli üks kolmest, mis valiti superarvuti aja eraldamiseks uue võistlusprogrammi raames, mille möödunud aasta juulis kuulutas välja energeetikakomisjoni sekretär Abraham.
Kaks muud võidutöö ettepanekut tulid Georgia tehnoloogiainstituudilt, millele kulus 1,2 miljonit protsessoritundi, ja DOE? Lawrence Berkeley riiklikust laborist, mis sai miljon töötlejatundi.
Superarvuti aeg aitab Flash Centeril täpsemalt jäljendada valge kääbustähe plahvatust, see täht, mis on suurema osa või kogu tuumakütuse põlenud. Need supernoovad säravad nii eredalt, et astronoomid kasutavad neid universumis kauguse mõõtmiseks. Sellegipoolest jäävad paljud üksikasjad supernoova ajal toimuva kohta teadmata.
Supernoova simuleerimine on arvutuslikult intensiivne, kuna hõlmab suuri aja- ja ruumi mõõtkavasid. Valged kääbustähed koguvad kaasatähelt gravitatsiooniliselt materjali miljonite aastate jooksul, kuid süttivad vähem kui sekundiga. Simulatsioonid peavad arvestama ka füüsikalisi protsesse, mis toimuvad skaalal, mis ulatub mõnest sajandikust tollist tähe kogu pinnale, mis on Maaga võrreldav.
Sarnased arvutusprobleemid vaevavad DOE tuumarelvavarude haldamise ja juhtimise programmi. Pärast laiaulatuslikku katsekeelu lepingut, mille president Clinton allkirjastas 1996. aastal, tuleb riigi tuumaarsenali usaldusväärsust testida nüüd arvutisimulatsioonide abil, mitte kohapeal.
? Küsimused on lõpuks selles, kuidas tuumaarsenal aja jooksul vananeb ja kas teie kood ennustab seda vananemisprotsessi õigesti ?? Ütles Plewa.
Flash-keskuse teadlased kontrollivad oma supernoovade koodi õigsust, võrreldes nende simulatsioonide tulemusi nii laborikatsete kui ka teleskoopiliste vaatlustega. Supernoovade spektraalsed vaatlused pakuvad näiteks omamoodi vöötkoodi, mis näitab, millised keemilised elemendid plahvatustes tekivad. Need tähelepanekud on praegu vastuolus simulatsioonidega.
? Kas soovite ühendada praegused simulatsioonid vaatlustega keemilise koostise ja elementide tootmise osas ,? Ütles Plewa.
Teadlased soovivad ka selgemalt näha sündmuste jada, mis toimub vahetult enne tähe supernoovasse minekut. Näib, et supernoova algab valge kääbustähe tuumast ja laieneb pinna poole nagu täispuhutav õhupall.
Ühe teooria kohaselt laieneb leegi esiosa alguses suhteliselt aeglaselt? alahelikiirus 60 miili sekundis. Seejärel plahvatab leek esiosa mingil tundmatul kohal ja kiirendab ülehelikiirusele. Valge kääbuse ülitihedas materjalis ületab ülehelikiirus kiirust 3100 miili sekundis.
Veel üks võimalus: algne alahelikiiruse laine hakkab tähe välisossa jõudes füüsiliseks muutuma, mis põhjustab valge kääbuse kokkuvarisemise, põlemata tuumakütuse segunemise ja seejärel detonatsiooni.
? On väga tore, kui simulatsioonides saaksime seda detonatsioonile üleminekut jälgida ,? Ütles Plewa.
Välkkeskuse teadlased on juba praegu oma simulatsioonides selle hetke taasloomise äärel. DOE lisanduv arvutiaeg peaks need üle piiri viima.
Keskus suurendab simulatsioonide eraldusvõimet ühe kilomeetrini (miili kuus kümnendikku) terve tähe simulatsiooni jaoks. Varem võis keskus saavutada tähe simulatsiooni korral viie kilomeetri (3,1 miili) eraldusvõime või 2,5 kilomeetri (1,5 miili) lahutusvõime simulatsiooni korral, mis hõlmab ainult ühte kaheksandikku tärnist.
Viimane simulatsioon ei suuda tabada häiringuid, mis võivad esineda tähe teistes lõikudes, ütles Plewa. Kuid neist võivad peagi saada teaduslikud säilmed.
? Ma loodan, et suveks on meil kõik simulatsioonid tehtud ja jätkame andmete analüüsimist ,? ta ütles.
Algne allikas: Chicago ülikooli pressiteade
