Изследователи получиха достъп до първия етап от най-новата суперкомпютърна система на Австралия и само за 24 часа успяха да обработят поредица от наблюдения, извършени с радио телескоп, включително една изключително детайлна снимка на остатък от свръхнова.

Новите поколения радио телескопи като ASKAP (Australian Square Kilometre Array Pathfinder) пренасят изключително бързо огромни количества данни. Ето защо те се нуждаят от изключително способен софтуер, подкаран от суперкомпютър. Именно тук на помощ изследователският център "Пауси“ (Pawsey) и техния заработил съвсем наскоро суперкомпютър Setonix, кръстен на куоката (Setonix brachyurus) – любимото на Западна Австралия животинче.

ASKAP, който се състои от 36 сателитни чинии, работещи в тандем като един телескоп, се управлява от Австралийската национална научна агенция CSIRO; наблюдателните данни, които събира, се пренасят по високоскоростни оптични нишки до центъра „Пауси“ за обработка и за превръщането им в научни изображения.

Телескопът все още не е заработил напълно, но ние вече реализирахме ключов етап в това отношение, като демонстрирахме интеграцията на нашия обработващ софтуер ASKAPsoft със Setonix и произведохме забележителни изображения.

Източник: CSIRO ASKAP Science Data Processing/Pawsey Supercomputing Research Centre, изображението е предоставено от автора.

Следи от умираща звезда

Вследствие на това упражнение постигнахме нещо вълнуващо, а именно - тази фантастична снимка на космически обект, известен като остатък от свръхнова - G261.9+5.5.

Той е на повече от милион години и се намира в нашата галактика - на 10 000 – 15 000 светлинни години от нас. За първи път е класифициран като остатък от свръхнова от радио астронома Ерик Р. Хил от CSIRO през 1967 г. посредством наблюдения, извършени чрез радио телескопа „Мъриянг“ в обсерваторията „Паркс“ на CSIRO.

Остатъците от свръхнова представляват структурите, които остават след мощните експлозии на умиращите звезди. Изхвърления от взрива материал си пробива път навън към обкръжаващата го междузвездна среда със свръхзвукови скорости и помита със себе си газ и всякакъв друг материал, който се изправи на пътя му (и едновременно с това ги компресира и нагорещява).

Освен всичко останало, ударната вълна компресира и междузвездните магнитни полета. Емисиите, които виждаме в радио изображението на G261.9+5.5, са вследствие от изключително енергийните електрони, пленени в тези компресирани полета. Те съхраняват информация за историята на избухналата звезда, както и за различни аспекти на обкръжаващата я междузвездна среда.

Структурата на този остатък, която дълбокото радио изображение на ASKAP разкрива, ни дава възможност да изучим този остатък, както и физическите свойства (например магнитните полета и плътността на високо енергийните електрони) на междузвездната среда е безпрецедентни детайли.

Новият суперкомпютър е кръстен на култовата куока. Снимка: Chia Chuin Wong / Shutterstock

Да изпробваш способностите на един суперкомпютър

Да, снимката на остатъка от свръхнова G261.9+05.5 определено е красива, но обработването на данни от астрономическите изследвания на ASKAP определено стресира суперкомпютърната система (както в хардуерно, така и в софтуерно отношение).

По време на нашите първоначални тестове ние използвахме набора от данни, свързани с остатъка от свръхнова, тъй като неговите комплексни характеристики ще направят обработката още по-предизвикателна.

Обработката на данни дори и със суперкомютър е сложно нещо, като различните режими за обработка могат потенциално да предизвикат разнообразни проблеми. Така например снимката на остатъка от свръхнова е създаден чрез комбинацията от данни, събрани от стотици различни честоти (или цветове, ако предпочитате). Това ни позволява да получим композитен изглед към обекта.

В индивидуалните честоти обаче се крие и съкровищница от информация. Извличането ѝ често налага създаването на снимки във всяка една честота, което от своя страна изисква допълнителни изчислителни ресурси и повече дигитално място за съхранение.

Въпреки че Setonix разполага с адекватни ресурси, които му позволяват да се справи с толкова интензивна обработка, едно от основните предизвикателства е да установим доколко стабилен е суперкомпютърът в случаите, в които го натоварваме с толкова гигантско количество данни по цял ден и цяла нощ.

Тази първа бърза демонстрация сработи основно благодарение на тясното сътрудничество между центъра „Пауси“ и членовете на научния екип за обработка на данни на ASKAP. Екипната работа позволи на всички ни да разберем по-добре тези предизвикателства и да ги разрешим бързо.

Така например тези резултати означават, че ще можем да изкопчим повече от данните от ASKAP.

Тепърва ще има още

Това обаче е едва първият от двата инсталационни етапа за Setonix, като вторият се очаква да бъде завършен по-късно през тази година.

Това ще позволи на екипите да обработят още по-големи количества данни от множество проекти за частица от времето. По този начин учените не само че ще могат да разберат Вселената по-добре, но и без съмнение ще открият нови обекти, скрити на радио небосвода. Разнообразието от научни въпроси, които Setonix ще ни позволи да проучим за толкова малко време, отваря страшно много възможности.

Това увеличение в изчислителния капацитет е от полза не само за ASKAP, но и за базираните в Австралия изследователи от най-различни сфери на науката и инженерството, които могат да получат достъп до Setonix.

Суперкомпютърът набира скорост и скоро ще заработи на пълни обороти, но същото важи и за ASKAP, който в момента приключва поредица от пилотни изследвания и който скоро ще се заеме с още по-голямо и по-дълбоко проучване на небосвода.

Остатъкът от свръхнова е само една от множеството характеристики, които разкриваме на този етап. За в бъдеще можем да очакваме още много забележителни изображения, както и откриването на редица нови космически обекти.

Автори: Уасим Раджа (Wasim Raja), изследовател от CSIRO, и Паскал Джахан Елахи (Pascal Jahan Elahi), специалист по суперкомютърни приложения към изследователския център „Пауси“, CSIRO.

Тази статия е препубликувана от The Conversation под лиценза Creative Commons и преведена от Obekti.bg с любезното съгласие на нейните автори. Прочетете оригиналната статия тук.