Splendida immagine di resti di supernova elaborata da un nuovo computer australiano

Entro 24 ore dal raggiungimento della prima fase dell’ultimo sistema di supercalcolo australiano, i ricercatori hanno elaborato una serie di osservazioni del radiotelescopio, inclusa un’immagine altamente dettagliata di un residuo di supernova.

Le velocità di trasmissione dati molto elevate e gli enormi volumi di dati dei radiotelescopi di nuova generazione come CHIEDERE Pathfinder (Australian Square Kilometer Array) necessita di software ad alta potenza in esecuzione su supercomputer.

È qui che entra in gioco il Pawsey Center for Supercomputing Research, con un’estensione Un supercomputer appena lanciato chiamato Setonix – prende il nome dall’animale preferito dell’Australia occidentale, Coca (Setonix brachiale).

L’ASKAP, che consiste in 36 piastre di antenne che lavorano insieme come un unico telescopio, è gestito dall’Australian National Science Agency CSIRO; I dati di monitoraggio raccolti vengono trasmessi su fibre ottiche ad alta velocità al Pawsey Center per l’elaborazione e la conversione in immagini pronte per la scienza.

In un’importante pietra miliare sulla strada per la piena implementazione, abbiamo ora dimostrato l’integrazione del nostro software di elaborazione ASKAPsoft su Setonix, completo di immagini straordinarie.

tracce di una stella morente

L’eccitante risultato di questo esercizio è stata un’impressionante immagine di un corpo cosmico noto come residuo di supernova, G261.9 + 5.5.

Si stima che abbia più di un milione di anni e si trovi a 10.000-15.000 anni luce da noi, questo oggetto si trovava nella nostra galassia prima valutazione come residuo di supernova dal radioastronomo CSIRO Eric R. Hill nel 1967, utilizzando le osservazioni del CSIRO Radiotelescopio di Parkes, Moriang.

I resti di supernova (SNR) sono i resti di potenti esplosioni di stelle morenti. Il materiale espulso dall’esplosione filtra verso l’esterno nel mezzo interstellare circostante a velocità supersoniche, spazzando via il gas e tutto il materiale che incontra lungo il percorso, comprimendolo e riscaldandolo nel processo.

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Il resto della supernova galattica G261.9 + 5.5. (Waseem Raja / CSIRO; Pascal Ilah / Bausi)

Inoltre, l’onda d’urto comprimerà anche i campi magnetici interstellari. Le emissioni che vediamo nella nostra immagine radio G261.9 + 5.5 provengono da elettroni ad alta energia intrappolati in questi campi compressi. Portano informazioni sulla storia della stella che esplode e sugli aspetti del mezzo interstellare circostante.

La struttura di questi resti rivelata nell’immagine radio profonda dell’ASKAP apre la possibilità di studiare questi resti e le proprietà fisiche (come i campi magnetici e la densità elettronica ad alta energia) del mezzo interstellare con dettagli senza precedenti.

Mettere in moto un supercomputer

Potrebbe essere bello guardare un’immagine di SNR G261.9 + 05.5, ma l’elaborazione dei dati dalle indagini astronomiche di ASKAP è anche un ottimo modo per sottoporre a stress test un sistema di supercomputer, inclusi hardware e software di elaborazione.

Abbiamo incluso il set di dati residuo della supernova nei nostri test iniziali perché le sue caratteristiche complesse aumenteranno le sfide di elaborazione.

L’elaborazione dei dati anche con un supercomputer è un esercizio complesso, con diverse modalità di elaborazione che danno origine a molti potenziali problemi. Ad esempio, è stata creata un’immagine SNR combinando i dati raccolti a centinaia di frequenze (o colori, se si vuole) differenti che ci permette di ottenere una vista composita dell’oggetto.

Ma c’è anche un tesoro di informazioni nascosto nelle singole frequenze. L’estrazione di queste informazioni spesso richiede la creazione di immagini a ciascuna frequenza, il che richiede più risorse di elaborazione e più spazio digitale per l’archiviazione.

Sebbene Setonix disponga di risorse sufficienti per un’elaborazione così intensiva, la sfida principale è stabilizzare il supercomputer quando entra in contatto con quantità così enormi di dati giorno dopo giorno.

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La chiave di questa rapida prima dimostrazione è stata la stretta collaborazione tra il Pawsey Center ei membri dell’ASKAP Scientific Data Processing Team. Il nostro lavoro collettivo ha consentito a tutti noi di comprendere meglio queste sfide e di trovare rapidamente soluzioni.

Questi risultati significano che saremo in grado di scoprire più dati ASKAP, ad esempio.

Altro sta arrivando

Ma questa è solo la prima delle due fasi dell’installazione di Setonix e la seconda fase dovrebbe essere completata entro la fine dell’anno.

Ciò consentirà ai data team di elaborare quantità più massicce di dati da molti progetti in breve tempo. A sua volta, non solo consentirà ai ricercatori di comprendere meglio il nostro universo, ma rivelerà senza dubbio nuovi oggetti nascosti nel cielo radiofonico. La varietà di questioni scientifiche che Setonix ci permetterà di esplorare in tempi più brevi apre molte possibilità.

Questo aumento della potenza di calcolo avvantaggia non solo ASKAP, ma tutti i ricercatori australiani in tutti i campi della scienza e dell’ingegneria che hanno accesso a Setonix.

Mentre il supercomputer sta accelerando le operazioni complete, lo sta facendo anche ASKAP, che sta attualmente completando una serie di rilievi pilota e presto condurrà rilievi del cielo più ampi e più profondi.

Il resto della supernova è solo una delle tante caratteristiche che abbiamo rivelato ora, e possiamo aspettarci presto immagini più straordinarie e la scoperta di molti nuovi corpi celesti.Conversazione

Waseem Rajaricercatore, CSIRO E il Pascal Jahan DivinoSpecialista in applicazioni di supercalcolo, Pawsey Supercomputing Research Center, CSIRO.

Questo articolo è stato ripubblicato da Conversazione Sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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