Математична модель колапсу зірки - 500 ТБ даних і всього 200 мілісекунд часу
Навряд чи в найближчому осяжному майбутньому кому-небудь з учених доведеться спостерігати те, що відбувається в надрах зірки в той момент, коли вона колапсує, перш ніж загинути у вибуху наднової. Тим не менш, вчені намагаються з'ясувати всі тонкощі відбуваються при цьому процесів непрямими методами, одним з яких є розрахунки складних математичних моделей, які іноді дають приголомшливі результати.
Вченим досить просто зрозуміти те, що відбувається в момент колапсу на поверхні підупалої зірки. Ці події, які відбуваються в різних куточках Всесвіту з завидною періодичністю, явно видно в телескопи, а сліди відбувалися процесів уловлюються за допомогою інших астрономічних інструментів. Але ті взаємодії маси зоряної матерії і енергії, які відбуваються нижче поверхні зірки і які не видно явно зовні, все ж залишають свої сліди на поверхні, надаючи вченим можливість висувати теорії і розробляти математичні моделі.
Використовуючи існуючі теорії та деякі непрямі дані, Філіп Місця (Philipp Mosta) і Крістіан Отт (Christian Ott), дослідники з Каліфорнійського технологічного інституту створили детальну математичну модель зірки, що обертається з великою швидкістю і володіє сильним магнітним полем, що знаходиться в момент переходу від колапсу до вибуху. І якщо подивитися нижче представлений відеоролик, результати цього моделювання здаються просто приголомшливими.
Моделювання, проведене Місця і Оттом у віртуальному тривимірному просторі, вимагає напруженої роботи суперкомп'ютера, що має в своєму розпорядженні 20 тисяч обчислювальних ядер. В результаті розрахунків математичної моделі колапсу зірки було створено близько 500 ТБ даних, які охопили проміжок часу, рівний всього 200 мілісекундам. Тим не менш, результати моделювання показали, що в області ядра зірки можуть виникнути коливання матерії, що поширюються навколо осі обертання зірки. І ці коливання можуть загальмувати, а в деяких випадках і повністю зупинити подальший процес вибуху наднової.
"Навіть працюючи з папером і олівцем, записуючи теоретичні рівняння і обговорюючи це з іншими вченими-астрофізиками, ми повинні знати про те, що маленькі коливання, що виникли в ядрі зірки, можуть призвести до нестабільності або навпаки, стабілізувати всю систему в цілому", - розповідає Філіп Місця, - "В природі не існує нічого ідеального. І як показує наша модель, навіть маленька виникла асиметрія може вплинути на процес колапсу зірки і подальшого вибуху наднової".
В даний час дослідники готуються зробити наступний крок, яким стане моделювання тих самих процесів, що відбуваються на більш потужному суперкомп'ютері. Це моделювання, яке буде мати більш високу роздільну здатність і охопить більш тривалий проміжок часу, що не тільки дозволить вченим підтвердити або спростувати деякі з існуючих теорій, але і, можливо, висунути абсолютно нові теорії на основі отриманих даних.