SDSC彗星的超级计算机有助于揭示嘈杂的中子星碰撞

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似乎奇怪的谈论“安静”与“嘈杂”碰撞当讨论中子星,但许多这些影响形成一个黑洞,吞噬所有但引力的证据。一系列的模拟使用多个超级计算机,包括彗星在圣地亚哥超级计算机中心(SDSC)在加州大学圣地亚哥分校,表明当中子星的质量是不同的,结果是吵着。

模型预测电磁“爆炸”,不存在时,合并的恒星的质量相似,这可能会让天文学家更容易更容易探测。

宾夕法尼亚州立大学天体物理学助理教授David Radice工作计算相对论国际合作或成员核心在美国,其中包括科学家,德国,意大利,巴西,希望更好地理解不平等的中子星碰撞的现象,这样的碰撞和预测签名,天文学家可以寻找。

Radice获得大量的超级计算机的研究,但是最有用的进行这些模拟彗星在SDSC和桥梁在匹兹堡超级计算中心(PSC)。两个系统是由美国国家科学基金会和分配给研究人员通过该机构的极端的科学和工程发现环境(XSEDE)项目。核心小组最近报道他们的研究结果在皇家天文学会月刊。

“有很多不确定性中子星的性质,“Radice说。“一个模拟的模型不会告诉我们很多;我们需要执行大量计算密集型模拟。我们需要一个组合的高容量和高能力,只有机器桥梁和彗星可以提供。这项工作不可能一直没有获得这样的国家超级计算资源。”

许多中子星碰撞是安静的,至少在辐射,科学家可以检测方面,根据Radice。强的引力波走出所感觉到的影响——现在台引力波探测器如激光干涉引力波天文台(LIGO),在汉福德,华盛顿,和利文斯顿,路易斯安那州;和处女座,在Cascina比萨。但鲜有出现。这是因为非常密集的坍塌恒星结合形成一个黑洞,吞噬任何可能的辐射出来的合并。

但这不是唯一的方法。中子星的第一检测报告后在2017年合并,LIGO团队报道,2019年,第二次检测,他们叫GW190425。第一个合并是天文学家所料,总质量约为太阳质量的2.7倍,每两个中子星几乎相等的质量。然而,GW190425重,总质量约3.5倍太阳质量。更重要的是,群众的比率的两个参与者更不平等,可能高达2比1。

虽然这看上去不像是这样一个巨大的差异,中子星之间只存在于一个狭窄的范围内的质量约1.2和我们太阳质量的三倍,根据Radice。轻恒星残骸不崩溃形成中子星,形成白矮星。较重的物体直接崩溃形成黑洞。

当合并恒星之间的差别一样大在GW190425,科学家怀疑合并可能是复杂和强烈的电磁辐射。天文学家探测到没有这样的信号从GW190425的位置。但覆盖区域的常规望远镜天空的那一天不够好规则。

超级计算机是如何帮助

运行模拟,Radice需要充足的水平的计算速度,大内存和灵活性之间移动数据的内存和计算,发现在今天的更大的超级计算机。这部分是由于科学家对这些合并某些所知甚少。测试他们的理论需要大约20个模拟运行,每一个都需要500计算核数周。

而彗星在加州大学圣地亚哥分校的研究是一个重要的组成部分,Radice雇佣大量的超级计算机工作,包括XSEDE-allocatedStampede2在得克萨斯高级计算中心蓝色的水在国家超级计算应用中心,这是一个XSEDE 2级资源。他们希望他们发现的模拟签名可以通过利用台引力波和传统的望远镜,天文学家们发现成对信号,预示着一个较小的中子星的分手与更大的合并。

这项工作是支持的欧盟H2020 ERC格兰特(bingrasp - 714626)开始。数值相对论进行了模拟SuperMUC莱布尼茨超级计算中心的超级计算机(LRZ)在慕尼黑马可尼超级CINECA (ISCRA-B项目号HP10BMHFQQ)。访问彗星和桥梁是通过XSEDE(分配TG-PHY160025)和蓝色的水(awd - 1811236)。本研究使用资源的国家能源研究科学计算中心、美国能源部科学办公室用户设备支持的美国能源部科学办公室(DE-AC02-05CH11231)。