Наука

Открытия и сенсации

Изображение остатка сверхновой

Изображение остатка сверхновой
Остаток галактической сверхновой G261.9+5.5.
(Wasim Raja/CSIRO; Pascal Elah/Pawsey).

В 2022 году, в течение 24 часов после доступа к первой ступени новейшей австралийской суперкомпьютерной системы исследователи обработали серию наблюдений с помощью радиотелескопа, включая очень подробное изображение остатка сверхновой.
Очень высокие скорости передачи данных и огромные объемы данных с радиотелескопов нового поколения, таких как ASKAP (Австралийский Array Pathfinder), требуют высокопроизводительного программного обеспечения, работающего на суперкомпьютерах. Именно здесь в игру вступает Исследовательский центр суперкомпьютеров Pawsey с недавно запущенным суперкомпьютером под названием Setonix, названным в честь любимого животного Западной Австралии, квокки (Setonix brachyurus).
ASKAP, который состоит из 36 параболических антенн, работающих вместе как один телескоп, управляется национальным научным агентством Австралии CSIRO; данные наблюдений, которые он собирает, передаются по высокоскоростным оптическим волокнам в Центр Поуси для обработки и преобразования в готовые для науки изображения.
Важным этапом на пути к полному развертыванию стала интеграция программного обеспечения для обработки данных ASKAPsoft в Setonix с потрясающими визуальными эффектами.

Следы умирающей звезды

Захватывающим результатом этого эксперимента стало фантастическое изображение космического объекта, известного как остаток сверхновой, G261.9+5.5. Этот объект в нашей галактике, которому, по оценкам, более миллиона лет, и который находится на расстоянии 10 000 — 15 000 световых лет от нас, был впервые классифицирован как остаток сверхновой радиоастрономом CSIRO Эриком Р. Хиллом в 1967 году на основе наблюдений CSIRO’s Parkes Радиотелескоп, Мурриян.
Остатки сверхновых (SNR) — это остатки мощных взрывов умирающих звезд. Материал, выброшенный взрывом, выкидывается наружу в окружающую межзвездную среду со сверхзвуковой скоростью, захватывая газ и любой материал, который он встречает на своем пути, сжимая и нагревая их в процессе.
Кроме того, ударная волна также сжимает межзвездные магнитные поля. Выбросы, которые мы видим на радиоизображении G261.9+5.5, исходят от высокоэнергетических электронов, захваченных этими сжатыми полями. Они несут информацию об истории взорвавшейся звезды и аспектах окружающей межзвездной среды. Структура этого остатка, обнаруженная на глубоком радиоизображении ASKAP, открывает возможность изучения этого остатка и физических свойств (таких как магнитные поля и плотность высокоэнергетических электронов) межзвездной среды с беспрецедентной детализацией.

Тестирование суперкомпьютера

Изображение SNR G261.9+05.5 очень красивое, а обработка данных астрономических обзоров ASKAP также является отличным способом стресс-тестирования суперкомпьютерной системы, включая оборудование и программное обеспечение для обработки. Исследователи включили набор данных об остатках сверхновой для своих первоначальных тестов, потому что их сложные особенности усложнили бы обработку.
Обработка данных даже на суперкомпьютере является сложной задачей, поскольку различные режимы обработки вызывают различные потенциальные проблемы. Например, изображение SNR было получено путем объединения данных, собранных на сотнях различных частот (или цветов, если хотите), что позволило получить составное изображение объекта. Но в отдельных частотах скрыта и кладезь информации. Извлечение этой информации часто требует создания изображений на каждой частоте, что требует дополнительных вычислительных ресурсов и большего объема цифрового пространства для хранения.
Несмотря на то, что у Setonix есть достаточные ресурсы для такой интенсивной обработки, ключевой задачей будет обеспечение стабильности суперкомпьютера при ежедневной обработке таких огромных объемов данных. Ключом к этой быстрой первой демонстрации стало тесное сотрудничество между Центром Поуси (Pawsey Centre) и членами группы обработки научных данных ASKAP. Командная работа исследователей позволила им лучше понять эти проблемы и быстро найти решения. Эти результаты означают, что они смогут извлечь больше информации, например, из данных ASKAP.

Еще не все

Но это только первый из двух этапов установки Setonix, а второй планируется завершить в конце 2022 года.
Это позволит группам обработки данных обрабатывать больше их объемов, поступающих из многих проектов, за короткое время. В свою очередь, это не только позволит исследователям лучше понять нашу Вселенную, но, несомненно, откроет новые объекты, скрытые в радионебе. Разнообразие научных вопросов, которые Setonix позволит  исследовать в более короткие сроки, открывает очень много возможностей. Это увеличение вычислительной мощности приносит пользу не только ASKAP, но и всем австралийским исследователям во всех областях науки и техники, которые могут получить доступ к Setonix.
В то время как суперкомпьютер выходит на полную мощность, ASKAP в настоящее время завершает серию пилотных исследований и вскоре проведет еще более масштабные и глубокие исследования неба. Остаток сверхновой — это лишь одна из многих особенностей, которые  сейчас обнаружили, и мы можем ожидать, что в ближайшее время появится еще много потрясающих изображений и открытие многих новых небесных объектов.

Поделитесь с друзьями

Ваша оценка статьи:

1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...

Источники информации

1. Wasim Raja, Pascal Jahan Elahi «Stunning Image of Supernova Remnant Processed by New Australian Supercomputer»






наверх