الائتمان: Zakiv Shipper، LSU
“Octo-Tiger” ، رمز فلكي غير مسبوق يحاكي تطور الجاذبية الذاتية الهندسية التلقائية وأنظمة الدوران باستخدام تحسين الشبكة التكيفية وطريقة جديدة للموازنة لتحقيق السرعة المثلى.
هذا الرمز الجديد أسرع بكثير في نمذجة التصادمات النجمية من الشفرة المثبتة المستخدمة في محاكاة النماذج. يأتي البحث من تعاون فريد بين علماء الكمبيوتر التجريبيين وعلماء الفلك في قسم الفيزياء والفلك LSU ، ومركز LSU للحساب والتكنولوجيا ، وجامعة إنديانا CoComo وجامعة Macquarie في أستراليا. تم تصميم عمليات المحاكاة العلمية ، المدعومة بعدد من منح مؤسسة العلوم الوطنية ، لكسر الحاجز بين علوم الكمبيوتر وعلم الفلك.
قال باتريك موديل ، أستاذ فيزياء كوكومو في جامعة إنديانا: “بفضل الجهود الرائعة طوال هذا التعاون ، لدينا الآن إطار عمل حسابي موثوق به لمحاكاة الاتصالات النجمية”. “من خلال تقليل الوقت الحسابي المطلوب لإكمال المحاكاة بشكل كبير ، يمكن لمحاكاة الارتباط الفردي البدء في طرح أسئلة جديدة عندما يكون الأمر أكثر تكلفة ويستغرق وقتًا طويلاً. ويمكن توسيع عمليات المحاكاة لتشمل نماذج الجسم الكاملة.”
https://www.youtube.com/watch؟v=68piNIhI2Vg
تُظهر هذه الصورة عمليتي محاكاة للنمور الثماني قزم ابيض النجوم تدور حول بعضها البعض. عندما يبدأ النجمان في الاندماج ، ننظر إلى الأسفل. يشير اللون إلى مدى كثافة الغاز في المدار أو الوسط ، ويشير اللون البني إلى كثافة الغاز والأزرق يشير إلى كثافة منخفضة. تشير الأسهم إلى سرعة الغاز. تتوافق الأسهم الحمراء مع سرعات عالية تبلغ 1000 كم / ساعة والسهام الزرقاء مع سرعات منخفضة تبلغ 1 كم / ثانية. يتم عرض الوقت بالثواني في الزاوية اليسرى العليا. يكمل النظام الثنائي في البداية مدارًا واحدًا كل دقيقتين ويكون إجمالي وقت المحاكاة أقل من ساعتين ، وهو ما يمثل الساعات الأخيرة من عمر هذا الثنائي قبل الدمج. الائتمان: Zakiv Shipper، LSU
تفحص الإعلانات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية ، “Octo-Tiger: New، Hydrodynamic Code for Star Links using HPX Equivalence” أداء الترميز ودقته من خلال اختبار معياري. المؤلفون ، د. دومينيك سي. مارسيلو باحث ما بعد الدكتوراه. زاكيف شيبر ، باحث ما بعد الدكتوراه ، د. جوهان فرانك أستاذ؛ جيفري سي. كلايتون ، أستاذ ؛ د. باتريك ديل ، عالم أبحاث ؛ والدكتور هارتموت كايزر الباحث بجامعة ولاية لويزيانا والدكتور أورسولا دي ماركو الأستاذ بجامعة ماكواري والدكتور أورسولا دي ماركو الأستاذ بجامعة ماكواري. جنبًا إلى جنب مع النموذج ، قارن نتائجهم بالحلول التحليلية ، إذا كانت معروفة ، والرموز الأخرى المستندة إلى الطور مثل Flash الشهير. بالإضافة إلى ذلك ، قاموا بحساب التفاعلات بين القزمين البيض من النقل الأولي للكتلة إلى الرابط وقارنوا النتائج مع المحاكاة السابقة لأنظمة مماثلة.
وقال دي ماركو: “اختبار أسرع حاسوب عملاق في أستراليا ، كودي (رقم 25 في قائمة أفضل 500 في العالم) ، أوكتو تايجر ، الذي يعمل بأكثر من 80 ألفًا ، يُظهر أداءً ممتازًا للنماذج الكبيرة التي تجمع النجوم”. “مع Octo-Tiger ، لا يمكن تقليل وقت الانتظار بشكل كبير فحسب ، بل يمكن لنماذجنا الإجابة على العديد من الأسئلة التي نريد طرحها.”
تم تحسين النمر الثماني حاليًا لمحاكاة اقتران النجوم التي تم حلها جيدًا والتي يمكن تقريبها من خلال هياكل نموذجية مثل الأقزام البيضاء أو نجوم التسلسل الرئيسي. يحافظ حلال الجاذبية على السرعة الزاوية لتحقيق الدقة الميكانيكية ، وذلك بفضل خوارزمية التصحيح. يستخدم هذا الكود تكامل HPX ، والذي يسمح بالعمل والاتصال بالتداخل ويؤدي إلى خصائص تحجيم أفضل لحل المشكلات الكبيرة في أطر زمنية قصيرة.
قال ديل: “توضح هذه المقالة كيف يمكن استخدام نظام تشغيل غير متزامن قائم على المهام كبديل عملي لواجهة تمرير الرسائل لدعم مشكلة فلكية حرجة”.
يحدد هذا البحث مجالات التطوير الحالية والمخطط لها والتي تهدف إلى التغلب على العديد من الظواهر الفيزيائية المرتبطة بالزمانية والرصد.
قال موديل: “بينما يكمن اهتمامنا البحثي الخاص في الروابط النجمية وتداعياتها ، هناك مجموعة متنوعة من القضايا في علم الفلك الحسابي التي يمكن لـ Octo-Tiger معالجتها ببنيتها التحتية الأساسية لسوائل الجاذبية الذاتية”
تم إنتاج الرسوم المتحركة أدناه بواسطة Shipper ، الذي يقول ، “يظهر Octo-Tiger أداءً رائعًا دقة قياس الحلول وعشرات الآلاف من النوى. أثبتت هذه النتائج أنها مؤشر ممتاز لنمذجة عمليات النقل الجماعي ومحاكاة التوصيلات النجمية في الأنظمة الثنائية الثماني النمرية. “
ملاحظة: “Octo-Tiger: كود هيدروديناميكي جديد ثلاثي الأبعاد للروابط النجمية التي تستخدم HPX Parallels” 2021 ، الإعلانات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
DOI: 10.1093 / mnras / stack937
