به گزارش سرویس علمی ایسنا به نقل از دیلی‌میل، محققان دانشگاه ایالتی میشیگان از ابررایانه 10 پتافلاپی میرا در تاسیسات محاسبات آرگون برای اجرای برخی از بزرگترین و دقیق‌ترین شبیه‌سازی‌های سه‌بعدی تاکنون از ابرنواخترها استفاده کرده‌اند.
ستارگان غول‌پیکر پس از میلیونها سال سوزاندن عناصر سنگین، در نهایت سوخت هسته‌ای‌شان تمام شده و یک هسته آهنی تولید می‌کنند. آنها زمانی که دیگر قادر به محافظت از خود در برابر کشش گرانشی قوی خود نباشند، در خود فرو می‌ریزند. اما مداخله یک فرآیند که هنوز بطور کامل شناسایی نشده، معکوس این فروپاشی عمل کرده و باعث انفجار ستاره می‌شود.
محققان به تولید و نمایش یک رویکرد شبیه‌سازی سه‌بعدی مشابه اصل پرداخته‌اند که تصویر واقعی‌تری از این فرآیند ارائه می‌کند. اگرچه این روش سه‌بعدی هنوز در شکل نظری است، نتایج اولیه این محققان بسیار امیدبخش بوده است.
در سال 2015 این محققان مقاله‌ای را در مجله Astrophysical منتشر کردند که در آن به توضیح شبیه‌سازی‌های سه‌بعدی خود از سه دقیقه نهایی رشد هسته آهنی در یک ستاره با جرم 15 خورشید پرداخته بودند.
آنها دریافتند که بازنمایی‌های دقیق‌تر از ساختار ستاره و حرکت تولید شده توسط همرفت آشفته، نقش بارزی در زمان فروپاشی ستاره ایفا می‌کند.
علیرغم این واقعیت که ستارگان می‌چرخند، از میدان مغناطیسی برخوردارند و کاملا کروی نیستند، بیشتر شبیه‌سازی‌های یک و دو بعدی تا به امروز به مدلسازی از ستارگان غیرچرخان، غیرمغناطیسی و کروی متقارن پرداخته‌اند.
دانشمندان مجبور بودند این رویکرد ساده را اتخاذ کنند زیرا مدلسازی ابرنواختر یک کار محاسباتی بسیار سنگین است. چنین شبیه‌سازی‌هایی به محاسبات پیچیده مولتی‌فیزیک و بازه‌های زمانی شدید نیاز دارند چرا که ستارگان طی میلیونها سال تکامل می‌یابند اما مکانیزم ابرنواختر تنها در یک ثانیه رخ می‌دهد.
اکنون محققان با پیشرفت‌های جدید در نرم‌افزار و سخت‌افزار محاسباتی توانسته‌اند جهش‌های چشمگیری در تولید شبیه‌سازی‌های دقیق‌تر از ابرنواختر با استفاده از رویکرد سه‌بعدی داشته باشند.
ظهور ابررایانه‌های مقیاس پتا مانند میرا، امکان افزودن ویژگی‌هایی مانند چرخش، میدان مغناطیسی و سایر فرآیندهای پیچیده فیزیک را فراهم ساخته که پیش از این امکان‌پذیر نبود.
مساله دیگری که مدل سه‌بعدی به رفع آن پرداخته، شکل اصلی ستاره است. مدل‌های رایانه‌ای قبلی به نمایش ستارگان به شکل کاملا کروی می پرداختند. اما شکل اصلی آنها گرد نبوده و تحقیق جدید به نمایش ظاهر غیرمتقارن ابرنواخترها پرداخته است.
منبع: