В течение 24 часов после доступа к первой ступени новейшей австралийской суперкомпьютерной системы исследователи обработали серию наблюдений с помощью радиотелескопа и получили невероятно красивый снимок сверхновой.
Очень высокие скорости передачи данных и огромные объемы данных с радиотелескопов нового поколения, таких как ASKAP, требуют высокопроизводительного программного обеспечения, работающего на суперкомпьютерах.
Именно здесь в игру вступает Исследовательский центр суперкомпьютеров Pawsey с недавно запущенным суперкомпьютером под названием Setonix, названным в честь любимого животного Западной Австралии, квокки (Setonix brachyurus).
ASKAP, который состоит из 36 параболических антенн, работающих вместе как один телескоп, управляется национальным научным агентством Австралии CSIRO; данные наблюдений, которые он собирает, передаются по высокоскоростным оптическим волокнам в Центр Поуси для обработки и преобразования в готовые для науки изображения.
Важным этапом на пути к полному развертыванию стала демонстрация интеграции нашего программного обеспечения для обработки данных ASKAPsoft в Setonix с потрясающими визуальными эффектами.
След умирающей звезды
Результатом этого эксперимента стало фантастическое изображение космического объекта, известного как остаток сверхновой, G261.9+5.5. Он расположен в нашей галактике и ему более миллиона лет. Объект отстоит от Земли на 10 000–15 000 световых лет и впервые был классифицирован как остаток сверхновой радиоастрономом CSIRO Эриком Р. Хиллом в 1967 году.
Остатки сверхновых (SNR) — это остатки мощных взрывов умирающих звезд. Вещество, выброшенное взрывом, вылетает в окружающую межзвездную среду со сверхзвуковой скоростью, сметая все что угодно на своем пути, а затем сжимая и нагревая этот космический мусор.
Кроме того, ударная волна также сожмет межзвездные магнитные поля. Выбросы, которые мы видим на радиоизображении G261.9+5.5, исходят от высокоэнергетических электронов, захваченных этими сжатыми полями. Они несут информацию об истории взорвавшейся звезды и аспектах окружающей межзвездной среды.
Структура этого остатка, обнаруженная на глубоком радиоизображении ASKAP, открывает возможность изучения физических свойств (таких как магнитные поля и плотность высокоэнергетических электронов) межзвездной среды с беспрецедентной детализацией.
Тестирование суперкомпьютера
Изображение SNR G261.9+05.5 красивое, но красота — лишь приятное дополнение к главной цели исследования. Обработка данных астрономических обзоров ASKAP является отличным способом стресс-тестирования суперкомпьютерной системы, включая оборудование и программное обеспечение для обработки.
Даже для сверхмощного оборудования это сложная задача, поскольку разные режимы обработки вызывают различные потенциальные проблемы. Например, данный снимок был получен путем объединения данных, собранных на сотнях различных частот (или цветов, если хотите), что и позволило сформировать составное изображение объекта.
Но в отдельных частотах скрыта и кладезь информации. Извлечение этой информации часто требует создания изображений на каждой частоте, что требует дополнительных вычислительных ресурсов и большего объема цифрового пространства для хранения.
Это лишь начало
Но это только первый из двух этапов установки Setonix, а второй планируется завершить в конце этого года.
Он позволит группам обработки данных обрабатывать больше огромных объемов данных, поступающих из многих проектов, за короткое время. В свою очередь, это не только даст исследователям возможность лучше понять нашу Вселенную, но, несомненно, откроет новые объекты, скрытые в радионебе.
Остаток сверхновой — лишь первый шаг на пути к куда более глобальным открытиям.