Fascinující simulace superpočítače odhaluje prostor mezi hvězdami jako nikdy předtím
Pokud jste někdy nalili mléko do šálku kávy a sledovali, jak to víří, viděli jste turbulenci v akci. Tento jev je zodpovědný za všechno od hrbolavého výletu letadla po oceánské proudy. Nyní vědci vyvinuli způsob, jak si vizualizovat v bezprecedentních detailech turbulence v mezihvězdném médiu – mraky plynu a nabité částice mezi hvězdami – a jak to interaguje Magnetická pole.
Model byl popsán v papíru Publikováno 13. května v časopise Nature Astronomy. „Je to poprvé, co můžeme tyto jevy studovat na této úrovni přesnosti a na těchto různých měřítcích,“ James BeattieAstrofyzik na University of Toronto a Princeton University a vedoucí autor nové studie uvedl v a prohlášení.
Takové složité výpočty vyžadují hodně výpočetního výkonu. K rozvoji svého modelu využili Beattie a jeho kolegové supermuc-ng superpočítače v německém Leibniz Supercomputing Center. Model je škálovatelný, sestávající z řady virtuálních modulů, které lze naskládat tak, aby vytvořily kostku až 10 000 jednotek. V této velikosti může vědcům pomoci simulovat magnetické pole naší galaxie. Při zmenšení lze jej použít k modelování více lokalizovaných turbulentních procesů ve vesmíru, jako je například Solární vítrproud nabitých částic vycházející ze slunce.
„Je to poprvé, co můžeme tyto jevy studovat na této úrovni přesnosti a na těchto různých měřítcích,“ řekl Beattie.
Související: Van Goghova „Hvězdná noc“ obsahuje překvapivě přesnou fyziku – naznačuje, že pochopil skrytou „dynamiku oblohy“
Nabité částice v mezihvězdném médiu jsou výrazně rozptýlenější než dokonce i ultrahigh vakuové experimenty na Zemi. Jejich pohyb je však dostatečný k vytvoření magnetického pole. Toto pole je milionkrát slabší než magnet lednice, ale ve vakuu vesmíru hraje hlavní roli při utváření galaxií a dokonce i při vytváření hvězd.
Na rozdíl od předchozích simulací nový model zvažoval tento dynamický, replikující, jak se pole posune a víří mezihvězdné ionty z oblastí vyšší nebo nižší hustoty na základě jejich náboje. To by mohlo pomoci astrofyziky získat hlubší pochopení toho, jak se staly galaxie jako naše vlastní.
V budoucnu Beattie a jeho tým doufají, že vyvinou modely s ještě vyšším rozlišením. Plánují také porovnat své simulace s údaji v reálném světě, jako jsou měření slunečního větru. Citlivé nové observatoře, jako je Austrálie a Jihoafrická společná Pole čtvereční kilometrSlib, že tyto modely budou ještě přesnější.
Obrázky slibují, že budou stejně ohromující. „Rád dělám výzkum turbulence,“ řekla Beattie. „Vypadá to stejně, ať už se díváte na plazmu mezi galaxiemi, uvnitř galaxií, uvnitř sluneční soustavav šálku kávy nebo ve Van Goghově hvězdné noci. ““
