پژوهشگرها در فاصله‌ی ۲۴ ساعت از دسترسی به اولین مرحله‌ی جدیدترین سیستم ابرکامپیوتری استرالیا، مجموعه‌ای از صداهای رادیوتلسکوپی ازجمله تصویری بسیار دقیق از بقایای یک ابرنواختر را پردازش کردند. سرعت بسیار بالا و حجم عظیم تولید داده‌های تلسکوپ‌های رادیویی نسل نسل مانند ASKAP (مسیریاب آرایه‌ای کیلومتر مربعی استرالیایی) نیازمند نرم‌افزارهایی بسیار پرقدرت هستند که روی ابرکامپیوترها اجرا می‌شوند. اینجا است که نقش مرکز پژوهش‌های ابرکامپیوتری پاوسی و ابرکامپیوتر جدید آن به نام ستونیکس (Setonix) پررنگ می‌شود. نام این ابرکامپیوتر برگرفته از کوئوکا (Setonix brachyurus) جانور محبوب غرب استرالیا است.

ASKAP از ۳۶ آنتن بشقابی تشکیل شده است که همراه با یک تکوپس را می‌سازند و آژانس ملی علوم استرالیا (CSIRO) آن را برعهده دارد. داده‌های این تلسکوپ ازطریق فیبرهای نوری پرسرعت برای پردازش و تبدیل به تصاویر علمی به مرکز پاوسی ارسال می‌شوند. پروژه‌ها در مرحله‌ی مهمی از توسعه‌ی کامل ابرکامپیوتر، یکپارچه‌سازی نرم‌افزار پردازشی ASKAPsoft روی ستونیکس را انجام داد که با نتایج شگفت انگیزی همراه بود.

ردپای ستاره‌ای در حال مرگ

خروجی هیجان انگیز ابرکامپیوتر ستونیکس، تصویری خارق‌العاده از جرمی کیهانی موسوم به باقیماندهی ابرنواختر G261.9+5.5 بود. طول عمر این ابرنواختر تخمین‌ها به بیش از یک میلیون سال می‌رسد و در فاصله‌های ۱۰ هزار تا ۱۵ هزار سال نوری از زمین قرار دارد. این جرم در ابتدا توسط اریک آرهیلستاره‌شناس رادیویی CSIRO در سال ۱۹۶۷ در گروه بقایای ابرنواختر طبقه‌بندی شد. او برای این کشف از تلسکوپ رادیویی پارکز CSIRO استفاده کرده بود.

بقایای ابرنواخترها (SNR-ها)، باقیمانده‌های انفجار ستاره‌های قدرتمند در حال حاضر هستند. ماده‌ای که از این انفجار فوران می‌کند با سرعت‌های فراصوت به سمت محیط میان‌ستاره‌های اطراف خود حرکت می‌کند و گاز و هر ماده‌ای را که بر سر راه آن قرار می‌گیرد، جارو و فشرده می‌کند و آن را می‌کند و آن را می‌سازد.

علاوه بر این بر این ضربه‌های ناشی از چنین انفجاری ممکن است مغناطیسی میان‌ستاره‌ای را کند کند. جریان‌هایی که در تصویر رادیویی G261.9+5.5 می‌بینیم حاصل الکترون‌های پرانرژی هستند که در این میدان‌های فشرده به دام می‌افتند. این جریان‌ها حاوی اطلاعاتی درباره تاریخچه ستاره‌ای منفجر شده و محیط میان‌ستاره‌های اطراف آن هستند. ساختار بقایای ابرنواختر که در تصویر رادیویی ژرف ASKAP با دقت بسیار بالا نشان داده شده است، امکان بررسی ویژگی‌های فیزیکی مانند میدان مغناطیسی و چگالی الکترون‌های پرانرژی محیط میان‌ستاره‌ای را با جزئیات بی‌سابقه‌ای فراهم می‌کند.

جاندار کوئوکا

نام ابرکامپیوتر جدید برگرفته از کوئوکا است.

آزمایش ابرکامپیوتر

پردازش نقشه های نجومی ASKAP راه حل برای آزمایش سیستم ابرکامپیوتری به‌خصوص نرم‌افزار پردازشی و سخت‌افزار آن است. در اینجا از مجموعه داده‌های بقایای ابرنواختر برای آزمایش‌های اولیه استفاده می‌شود، زیرا قابلیت‌های پیچیده این داده‌ها، چالش‌های پردازشی را افزایش می‌دهند. پردازش داده‌ها با ابرکامپیوتر کاری پیچیده است زیرا حالت‌های پردازشی مختلف می‌توانند احتمالی را به وجود بیاورند. برای مثال، تصویر SNR با ترکیب‌هایی ساخته شد که از صدها فرکانس مختلف (یا رنگ) جمع‌آوری شدند و بدین‌ترتیب معرف به ترکیبی از این جرم کیهانی رسیدند.

اما یک گنجینه اطلاعات مخفی در هر فرکانس مستقل وجود دارد. برای استخراج این اطلاعات باید از هر فرکانس تصویربرداری کرد و علاوه بر این به منابع محاسباتی پیچیده و فضای دیجیتال برای ذخیره سازی نیاز است. با ستونیکس از منابع کافی برای چنین پردازش سختی، ابرکام کلیدی، حفظ ثبات در هنگام روبه‌رو شدن با حجمی از داده‌های روزانه است. نکته اصلی اولین تصویر ابرکامپیوتر ستونیکس، همکاری نزدیک بین مرکز پاوسی و اعضای تیم پردازش داده‌های علمی ASKAP بود. کار تیمی به آن‌ها می‌تواند بهترین چالش‌ها و یافتن سریع‌تر راه‌حل‌ها را پیدا کند.

نتایج بیشتر

اما ستونیکس تازه در مرحله اول توسعه است و انتظار می رود مرحله دوم در سال جاری تکمیل شود. بدین ترتیب ترتیب‌های داده‌های تیم می‌توانند منابع عظیم داده‌های بسیاری از پروژه‌ها را در کسری از زمان پردازش کنند. درنتیجه پژوهشگرها نه‌تنها به درک بهتری از جهان می‌رسند بدون شک می‌توانند اجرام جدید و مخفی در آسمان رادیویی را انجام دهند. انواع پرسش‌های علمی که ستون‌تیک‌ها امکان بررسی آن‌ها را دارند، در بازه‌های زمانی کوتاه‌تر می‌دهند، احتمال‌های وجود را به وجود می‌آورند.

مقاله مرتبط:

افزایش ظرفیت محاسباتی نه‌تنها به سود ASKAP بلکه به سود کل پژوهشگرهای مستقر در استرالیا است که در زمینه مهندسی و علوم فعالیت می‌کنند. ابرکامپیوتر ستونیکس هنوز به صورت کامل عملیاتی نشده است. ASKAP در حال حاضر مجموعه‌ای از نقشه‌های آزمایشی را جمع‌آوری می‌کند و نقشه‌های بزرگ‌تر و ژرف‌تری از آسمان را تولید می‌کند. مانده‌های ابرنواختر تنها یکی از اجرا می‌شود که با ستونیکس باقی می‌ماند و انتظار می‌رود این ابرکامپیوتر تصاویر شگفت‌انگیز را بیشتر تولید کند و همچنین بسیاری از اجرام نجومی جدید را کشف کند.

اگر دوست داشتی امتیاز دادن یادت نره!