เครดิตภาพ: มหาวิทยาลัยชิคาโก
นักวิทยาศาสตร์มหาวิทยาลัยเตรียมที่จะทำการจำลองซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทันสมัยที่สุดของดาวระเบิดที่เคยพยายาม
Tomasz Plewa ผู้ร่วมงานวิจัยอาวุโสในศูนย์ดาราศาสตร์ทางดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์และดาราศาสตร์ดาราศาสตร์คาดว่าการจำลองจะเปิดเผยกลไกของดาวระเบิดที่เรียกว่าซุปเปอร์โนวาในรายละเอียดอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน
การจำลองนั้นเกิดขึ้นได้โดยการจัดสรรพิเศษของกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาในการใช้ Supercomputing 2.7 ล้านชั่วโมงใน Flash Center ซึ่งโดยปกติจะใช้เวลาซูเปอร์คอมพิวเตอร์น้อยกว่า 500,000 ชั่วโมงต่อปี
นี่มันเกินจินตนาการหรือ? Plewa ผู้ส่งข้อเสนอ Flash Center ในนามของทีมวิจัยที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติของมหาวิทยาลัยและ Argonne กล่าว
โครงการ Flash Center เป็นหนึ่งในสามตัวเลือกที่จะได้รับการจัดสรรเวลาของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ภายใต้โครงการแข่งขันใหม่ที่ประกาศเมื่อเดือนกรกฎาคมปีที่แล้วโดยกระทรวงพลังงานสเปนเซอร์อับราฮัม
ข้อเสนอที่ชนะอีกสองรายการมาจาก Georgia Institute of Technology ซึ่งได้รับ 1.2 ล้านชั่วโมงตัวประมวลผลและห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Lawrence Berkeley ของ DOE ซึ่งได้รับหนึ่งล้านชั่วโมงตัวประมวลผล
เวลาซูเปอร์คอมพิวเตอร์จะช่วยให้ศูนย์แฟลชจำลองการระเบิดของดาวแคระขาวได้แม่นยำยิ่งขึ้นซึ่งถูกเผาไหม้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ส่วนใหญ่หรือทั้งหมด ซุปเปอร์โนวาเหล่านี้เปล่งประกายอย่างสดใสนักดาราศาสตร์ใช้เพื่อวัดระยะทางในจักรวาล อย่างไรก็ตามรายละเอียดมากมายเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างซูเปอร์โนวายังไม่ทราบ
การจำลองซูเปอร์โนวานั้นคำนวณได้อย่างเข้มข้นเพราะมันเกี่ยวข้องกับเวลาและพื้นที่ขนาดใหญ่ ดาวแคระขาวรวบรวมแรงโน้มถ่วงจากดาวข้างเคียงเป็นเวลาหลายล้านปี แต่ติดไฟในเวลาไม่ถึงหนึ่งวินาที การจำลองต้องคำนึงถึงกระบวนการทางกายภาพที่เกิดขึ้นในระดับที่มีตั้งแต่ไม่กี่ร้อยนิ้วไปจนถึงพื้นผิวทั้งหมดของดาวซึ่งเทียบเท่ากับขนาดของโลก
ปัญหาการคำนวณที่คล้ายกันก่อให้เกิดปัญหาอาวุธนิวเคลียร์ของ DOE Stockpile Stewardship and Management หลังจากสนธิสัญญาห้ามทดสอบครอบคลุมซึ่งประธานาธิบดีคลินตันลงนามในปี 2539 ความน่าเชื่อถือของคลังแสงนิวเคลียร์ของประเทศจะต้องได้รับการทดสอบผ่านการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์มากกว่าในสนามรบ
ในที่สุดคำถามก็คือคลังแสงนิวเคลียร์กำลังเสื่อมสลายไปตามกาลเวลาและรหัสของคุณทำนายว่ากระบวนการชราภาพนั้นถูกต้องหรือไม่? Plewa กล่าว
นักวิทยาศาสตร์ของ Flash Center ตรวจสอบความถูกต้องของรหัสซูเปอร์โนวาโดยเปรียบเทียบผลการจำลองทั้งกับการทดลองในห้องปฏิบัติการและการสังเกตด้วยกล้องโทรทรรศน์ ยกตัวอย่างเช่นการสำรวจสเปกตรัมของซุปเปอร์โนวาให้บาร์โค้ดที่แสดงองค์ประกอบทางเคมีที่เกิดขึ้นจากการระเบิด ข้อสังเกตเหล่านั้นขัดแย้งกับแบบจำลองในปัจจุบัน
คุณต้องการกระทบยอดการจำลองปัจจุบันด้วยการสังเกตเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีและการผลิตองค์ประกอบ Plewa กล่าว
นักวิทยาศาสตร์ยังต้องการที่จะเห็นลำดับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นอย่างชัดเจนมากขึ้นก่อนที่ดาวจะเข้าสู่ซูเปอร์โนวา ดูเหมือนว่าซูเปอร์โนวาเริ่มต้นในแกนกลางของดาวแคระขาวและขยายตัวไปสู่พื้นผิวเหมือนบอลลูนพองตัว
ตามทฤษฎีหนึ่งหน้าเปลวไฟในขั้นต้นขยายตัวที่ค่อนข้างช้า ความเร็ว subsonic 60 ไมล์ต่อวินาที จากนั้นในบางจุดที่ไม่ทราบเปลวไฟด้านหน้าจะระเบิดและเร่งความเร็วเป็นความเร็วเหนือเสียง ในวัสดุที่มีความหนาแน่นสูงเป็นพิเศษของดาวแคระขาวความเร็วเหนือเสียงเหนือกว่า 3,100 ไมล์ต่อวินาที
ความเป็นไปได้อีกประการหนึ่ง: คลื่นเปรี้ยงปร้างเริ่มต้นจะมอดลงเมื่อไปถึงส่วนนอกของดาวฤกษ์ซึ่งนำไปสู่การล่มสลายของดาวแคระขาวการผสมของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ไม่เผาไหม้
มันจะดีมากถ้าในสถานการณ์จำลองที่เราสามารถสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงนี้เป็นการระเบิด Plewa กล่าว
นักวิทยาศาสตร์ของ Flash Center กำลังจะสร้างช่วงเวลานี้ขึ้นใหม่ในแบบจำลองของพวกเขา เวลาคอมพิวเตอร์เพิ่มเติมจาก DOE ควรผลักดันมันข้ามขีด จำกัด
ศูนย์จะเพิ่มความละเอียดของการจำลองเป็นหนึ่งกิโลเมตร (หกสิบไมล์สำหรับการจำลองดาวทั้งดวง) ก่อนหน้านี้ศูนย์กลางสามารถบรรลุความละเอียดห้ากิโลเมตร (3.1 ไมล์) สำหรับการจำลองทั้งดาวหรือ 2.5 กิโลเมตร (1.5 ไมล์) สำหรับการจำลองที่ครอบคลุมเพียงหนึ่งในแปดของดาว
การจำลองแบบหลังล้มเหลวในการจับภาพการรบกวนที่อาจเกิดขึ้นในส่วนอื่น ๆ ของดาว Plewa กล่าว แต่ในไม่ช้าพวกเขาก็อาจกลายเป็นวัตถุทางวิทยาศาสตร์
ฉันหวังว่าในฤดูร้อนเราจะทำแบบจำลองทั้งหมดเสร็จแล้วและเราจะทำต่อไปเพื่อวิเคราะห์ข้อมูล เขาพูดว่า.
แหล่งที่มาดั้งเดิม: ข่าวมหาวิทยาลัยแห่งชิคาโก
