Kredit gambar: University of Chicago
Para saintis universiti sedang bersiap untuk menjalankan simulasi komputer super yang paling maju yang pernah dicuba oleh bintang yang meletup.
Tomasz Plewa, Senior Research Associate di Center for Astrophysical Thermonuclear Flashes and Astronomy & Astrophysics, mengharapkan simulasi untuk mengungkap mekanisme bintang yang meletup, yang disebut supernova, dengan perincian yang belum pernah terjadi sebelumnya.
Simulasi ini dimungkinkan oleh peruntukan khas Jabatan Tenaga A.S. untuk masa superkomputer 2,7 juta jam yang luar biasa ke Pusat Flash, yang biasanya menggunakan kurang dari 500,000 jam waktu komputer super setiap tahun.
? Ini di luar imaginasi ,? kata Plewa, yang mengemukakan cadangan Pusat Flash bagi pihak pasukan penyelidikan di Universiti dan Makmal Nasional Argonne.
Projek Pusat Flash adalah salah satu daripada tiga yang dipilih untuk menerima peruntukan waktu komputer super di bawah program kompetitif baru yang diumumkan Julai lalu oleh Setiausaha Tenaga Spencer Abraham.
Dua cadangan pemenang lain datang dari Institut Teknologi Georgia, yang menerima 1.2 juta jam pemproses, dan Makmal Nasional DOE Lawrence Berkeley, yang menerima satu juta jam pemproses.
Waktu komputer super akan membantu Pusat Flash mensimulasikan letupan bintang kerdil putih dengan lebih tepat, yang telah membakar sebahagian besar atau seluruh bahan bakar nuklearnya. Supernova ini bersinar dengan begitu terang sehingga para astronom menggunakannya untuk mengukur jarak di alam semesta. Walaupun begitu, banyak perincian mengenai apa yang berlaku semasa supernova tetap tidak diketahui.
Menyimulasikan supernova adalah komputasi yang intensif kerana ia melibatkan skala masa dan ruang yang luas. Bintang kerdil putih secara bertahap mengumpulkan bahan dari bintang pendamping selama berjuta-juta tahun, tetapi menyala dalam masa kurang dari satu saat. Simulasi juga mesti memperhitungkan proses fizikal yang berlaku pada skala yang berkisar dari beberapa ratus inci hingga seluruh permukaan bintang, yang ukurannya sebanding dengan Bumi.
Masalah pengkomputeran yang serupa menyebabkan Program Pengurusan dan Pengurusan Stok senjata nuklear DOE. Setelah Perjanjian Larangan Uji Komprehensif, yang ditandatangani Presiden Clinton pada tahun 1996, kebolehpercayaan senjata nuklear negara sekarang harus diuji melalui simulasi komputer dan bukannya di lapangan.
Soalannya akhirnya adalah bagaimana senjata nuklear semakin tua seiring berjalannya waktu, dan adakah kod anda meramalkan proses penuaan dengan betul ?? Plewa berkata.
Saintis Pusat Flash mengesahkan ketepatan kod supernova mereka dengan membandingkan hasil simulasi mereka dengan eksperimen makmal dan pemerhatian teleskopik. Sebagai contoh, pemerhatian spektral terhadap supernova memberikan semacam kod bar yang menunjukkan unsur kimia yang dihasilkan dalam letupan tersebut. Pemerhatian tersebut kini bertentangan dengan simulasi.
"Anda mahu menggabungkan simulasi semasa dengan pemerhatian mengenai komposisi kimia dan penghasilan unsur," Plewa berkata.
Para saintis juga ingin melihat dengan lebih jelas urutan peristiwa yang berlaku sejurus sebelum bintang naik ke supernova. Nampaknya supernova bermula di inti bintang kerdil putih dan mengembang ke permukaan seperti belon yang mengembang.
Menurut satu teori, bahagian depan api pada mulanya mengembang dengan agak perlahan? kelajuan subsonik 60 batu sesaat. Kemudian, pada titik yang tidak diketahui, depan api meletup dan memecut ke kelajuan supersonik. Dalam bahan kerdil putih yang sangat padat, kelajuan supersonik melebihi 3,100 batu sesaat.
Kemungkinan lain: gelombang subsonik awal merosot ketika mencapai bahagian luar bintang, menyebabkan keruntuhan kerdil putih, pencampuran bahan bakar nuklear yang tidak terbakar dan kemudian peledakan.
"Akan sangat bagus jika dalam simulasi kita dapat melihat peralihan ini ke letupan," Plewa berkata.
Para saintis Pusat Flash sudah berada di ambang untuk mencipta masa ini dalam simulasi mereka. Masa komputer tambahan dari JAS harus mendorong mereka melepasi ambang.
Pusat ini akan meningkatkan resolusi simulasi menjadi satu kilometer (enam persepuluh batu) untuk simulasi bintang keseluruhan. Sebelumnya, pusat ini dapat mencapai resolusi lima kilometer (3.1 batu) untuk simulasi bintang keseluruhan, atau 2.5 kilometer (1.5 batu) untuk simulasi yang merangkumi hanya seperlapan bintang.
Simulasi yang terakhir gagal menangkap gangguan yang mungkin berlaku di bahagian lain bintang, kata Plewa. Tetapi mereka mungkin akan menjadi peninggalan saintifik.
"Saya harap pada musim panas kita akan melakukan semua simulasi dan kita akan terus menganalisis data," katanya.
Sumber Asal: Siaran Berita Universiti Chicago
