קרדיט תמונה: אוניברסיטת שיקגו
מדעני האוניברסיטה נערכים להריץ את הדמיית מחשב העל המתקדמת ביותר של כוכב שהתפוצץ אי פעם.
תומאש פלווה, חבר מחקר בכיר במרכז להבזקים תרמו-גרעיניים אסטרופיזיים ואסטרונומיה ואסטרופיסיקה, מצפה שההדמיה תחשוף את המכניקה של כוכבים מתפוצצים, המכונים סופרנובות, בפרטי חסר תקדים.
ההדמיה מתאפשרת על ידי ההקצאה המיוחדת של מחלקת האנרגיה האמריקנית של 2.7 מיליון שעות זמן על-גבי מחשבי-על למרכז הפלאש, שבדרך כלל משתמש בפחות מ- 500,000 שעות זמן-על של מחשבי-על בשנה.
? זה מעבר לדמיון ,? אמר פלווה, שהגיש את הצעת מרכז הפלאש מטעם צוות מחקר באוניברסיטה ובמעבדה הארצית בארגונה.
פרויקט פלאש סנטר היה אחד משלושה שנבחרו לקבל הקצאות זמן על מחשב על פי תוכנית תחרותית חדשה שהודיעה ביולי האחרון על ידי מזכיר אנרגיה ספנסר אברהם.
שתי ההצעות האחרות הזוכות הגיעו מהמכון הטכנולוגי בג'ורג'יה, שקיבל 1.2 מיליון שעות מעבד, והמעבדה הלאומית של לורנס ברקלי של DOE, שקיבלה מיליון שעות מעבד.
זמן מחשב העל יסייע למרכז הפלאש לדמות בצורה מדויקת יותר את הפיצוץ של כוכב ננס לבן, כזה ששרף את רוב הדלק הגרעיני או את כולו. Supernovae אלה מאירים כה בהיר עד כי אסטרונומים משתמשים בהם כדי למדוד מרחק ביקום. עם זאת, פרטים רבים אודות המתרחש במהלך סופרנובה נותרו לא ידועים.
הדמיה של סופרנובה היא אינטנסיבית חישובית מכיוון שהיא כרוכה במאזני זמן מרחב עצומים. כוכבים ננסים לבנים צוברים בכבידה חומר מכוכב מלווה במשך מיליוני שנים, אך מתלקחים תוך פחות משנייה. ההדמיות חייבות להסביר גם תהליכים פיזיים המתרחשים בסולם הנע בין כמה מאות סנטימטרים לכל שטח הכוכב, אשר משתווה בגודלו לכדור הארץ.
בעיות חישוביות דומות מכבידות את תוכנית הנאמנות הגרעינית של DoE ונשק גרעיני של DOE. בעקבות הסכם האיסור המקיף על מבחן, עליו חתם הנשיא קלינטון בשנת 1996, יש לבחון כעת את אמינות הארסנל הגרעיני של המדינה באמצעות הדמיות ממוחשבות ולא בשטח.
השאלות בסופו של דבר הן כיצד מתבצע הזדקנות הארסנל הגרעיני עם הזמן והאם הקוד שלך מנבא כי תהליך ההזדקנות נכון? פלווה אמר.
מדעני מרכז פלאש מאמתים את דיוקות קוד הסופר-נובה שלהם על ידי השוואה בין תוצאות ההדמיות שלהם הן לניסויים במעבדה והן לתצפיות טלסקופיות. תצפיות ספקטרליות של סופרנובות, למשל, מספקות מעין ברקוד החושף אילו יסודות כימיים מיוצרים בפיצוצים. תצפיות אלה מתנגשות כיום עם הדמיות.
אתה רוצה ליישב בין הדמיות הנוכחיות עם תצפיות בנוגע להרכב כימי וייצור אלמנטים ,? פלווה אמר.
מדענים רוצים גם לראות בצורה ברורה יותר את השתלשלות האירועים המתרחשת מייד לפני שכוכב הולך לסופרנובה. נראה כי סופרנובה מתחילה בליבה של כוכב ננס לבן ומתרחב לעבר פני השטח כמו בלון מתנפח.
על פי תיאוריה אחת, חזית הלהבה מתרחבת בתחילה במהירות יחסית? איטית? מהירות תת-בסיסית של 60 מייל לשניה. ואז, בנקודה לא ידועה כלשהי, חזית הלהבה מתפוצצת ומתאימה למהירויות קוליות. בחומר האולטרה צפוף של גמד לבן, המהיר העל-קולי עולה על 3,100 מיילים לשנייה.
אפשרות נוספת: הגל הסאבוני הראשוני מתרפרף כשהוא מגיע לחלקו החיצוני של הכוכב, מה שמוביל לקריסת הגמד הלבן, לערבוב דלק גרעיני בלתי שרוף ואז לפיצוץ.
? יהיה נחמד מאוד אם בהדמיות נוכל לראות את המעבר לפיצוץ ,? פלווה אמר.
מדעני פלאש מרכז כבר נמצאים על סף ליצור מחדש את הרגע הזה בסימולציות שלהם. זמן המחשב הנוסף מ- DOE אמור לדחוף אותם מעבר לסף.
המרכז יגדיל את רזולוציית ההדמיות שלו לקילומטר (שש עשיריות קילומטר) לצורך הדמיית כוכב שלם. בעבר, המרכז יכול היה להשיג רזולוציה של חמישה ק"מ (3.1 מיילים) לסימולציה של כוכב שלם, או 2.5 ק"מ (1.5 מיילים) לסימולציה המקיפה רק שמינית מכוכב.
ההדמיות האחרונות אינן מצליחות לתפוס הפרעות שעלולות להתרחש בחלקים אחרים של הכוכב, אמר פלווה. אך בקרוב הם עשויים להפוך לשרידים מדעיים.
"אני מקווה שעד הקיץ נעשה את כל ההדמיות ואנחנו נמשיך לנתח את הנתונים ,? הוא אמר.
המקור המקורי: מהדורת החדשות של אוניברסיטת שיקגו
