이미지 크레디트 : University of Chicago
대학 과학자들은 지금까지 시도한 폭발적인 별의 최첨단 슈퍼 컴퓨터 시뮬레이션을 실행할 준비를하고 있습니다.
천체 물리학 열핵 섬광 및 천문학 및 천체 물리학 센터의 수석 연구원 인 Tomasz Plewa는 시뮬레이션이 전례없는 세부 사항으로 초신성이라고 불리는 폭발하는 별의 역학을 밝힐 것으로 기대합니다.
시뮬레이션은 플래시 에너지 센터에 270 만 시간의 수퍼 컴퓨팅 시간을 특별하게 할당하여 일반적으로 매년 500,000 시간 미만의 슈퍼 컴퓨터 시간을 사용함으로써 가능합니다.
"이것은 상상을 초월 하는가?" Plewa는 University and Argonne National Laboratory의 연구팀을 대신하여 Flash Center 제안서를 제출했다고 말했다.
Flash Center 프로젝트는 지난 7 월 Energy Spencer Abraham이 발표 한 새로운 경쟁 프로그램에 따라 슈퍼 컴퓨터 시간 할당을 받기 위해 선택된 3 개 중 하나였습니다.
다른 두 개의 제안은 120 만 시간의 처리 시간을받은 조지아 공과 대학 (Georgia Institute of Technology)과 백만 시간의 처리 시간을받은 DOE의 Lawrence Berkeley National Laboratory에서 나왔습니다.
슈퍼 컴퓨터 시간은 Flash Center가 핵 연료의 대부분 또는 전부를 태운 백색 왜성 별의 폭발을보다 정확하게 시뮬레이션하는 데 도움이됩니다. 이 초신성은 너무 밝게 빛나서 천문학 자들이 우주에서 거리를 측정하는 데 사용합니다. 그럼에도 불구하고 초신성 동안 일어나는 일에 대한 많은 세부 사항은 여전히 알려지지 않았습니다.
초신성 시뮬레이션은 엄청난 시간과 공간이 필요하기 때문에 계산 집약적입니다. 백색 왜성 별은 수백만 년 동안 동반자 별에서 중력으로 물질을 축적하지만 1 초 이내에 점화됩니다. 시뮬레이션은 또한 수 백분의 1 인치에서 별의 전체 표면에 이르는 규모에서 발생하는 물리적 과정을 고려해야하며, 이는 지구와 크기가 비슷합니다.
DOE의 핵무기 비축 관리 및 관리 프로그램에도 비슷한 계산 문제가있다. 1996 년 클린턴 대통령이 서명 한 포괄적 인 시험 금지 조약에 따라, 국가 핵무기의 신뢰성은 이제 현장이 아닌 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 시험되어야한다.
문제는 궁극적으로 핵무기 노화가 어떻게 시간이 지남에 있으며, 노화 과정이 올바르게 진행되고 있음을 예측하는 코드입니까? 플레와가 말했다.
Flash Center 과학자들은 시뮬레이션 결과를 실험실 실험 및 망원경 관찰과 비교하여 초신성 코드의 정확성을 검증합니다. 예를 들어 초신성의 스펙트럼 관측은 폭발에서 어떤 화학 원소가 생성되는지를 나타내는 일종의 바코드를 제공합니다. 이러한 관측은 현재 시뮬레이션과 충돌합니다.
“화학 성분과 원소 생성에 관한 관찰로 현재 시뮬레이션을 조정하고 싶습니까? 플레와가 말했다.
과학자들은 또한 별이 초신성이되기 직전에 발생하는 사건의 순서를보다 명확하게보고 싶어합니다. 초신성이 백색 왜성의 중심에서 시작하여 팽창하는 풍선처럼 표면을 향해 팽창하는 것으로 보입니다.
한 이론에 따르면, 화염 전선은 초기에 상대적으로 느리게 팽창합니까? 초당 60 마일의 아음속 속도. 그런 다음, 알려지지 않은 지점에서 화염 전선이 폭발하여 초음속으로 가속됩니다. 백색 왜성의 초 고밀도 재료에서 초음속 속도는 초당 3,100 마일을 초과합니다.
또 다른 가능성 : 초기 아음 파는 별의 바깥 부분에 도달하면 희미 해져서 백색 왜성 붕괴, 연소되지 않은 핵연료 혼합 및 폭발로 이어집니다.
“시뮬레이션에서 폭발로의 전환을 관찰 할 수 있다면 매우 좋을까요? 플레와가 말했다.
Flash Center 과학자들은 이미 시뮬레이션에서이 순간을 재현하기 직전입니다. 교육청으로부터의 추가 컴퓨터 시간은 임계 값을 넘어서야합니다.
이 센터는 전체 별 시뮬레이션을 위해 시뮬레이션 해상도를 1km (6/10 마일)로 증가시킵니다. 이전에이 센터는 전체 별 시뮬레이션의 경우 5 킬로미터 (3.1 마일)의 해상도를, 별의 1/8 만 포함하는 시뮬레이션의 경우 2.5 킬로미터 (1.5 마일)의 해상도를 달성 할 수있었습니다.
후자의 시뮬레이션은 별의 다른 부분에서 일어날 수있는 섭동을 포착하지 못한다고 Plewa는 말했다. 그러나 그들은 곧 과학적 유물이 될 수 있습니다.
"여름에 우리는 모든 시뮬레이션을 수행하고 데이터 분석을 계속할 수 있기를 바랍니다." 그는 말했다.
원본 : 시카고 대학 뉴스 릴리스
