Impresionante imagen de restos de supernova procesada por una nueva computadora australiana

A las 24 horas de llegar a la primera etapa del último sistema de supercomputación de Australia, los investigadores procesaron una serie de observaciones de radiotelescopios, incluida una imagen muy detallada de un remanente de supernova.

Las altísimas velocidades de datos y los enormes volúmenes de datos de los radiotelescopios de nueva generación como ASKAP (Australian Square Kilometre Array) necesitan un software de alta potencia que se ejecute en superordenadores.

Aquí es donde entra en juego el Centro Pawsey para la Investigación de Supercomputación, con una supercomputadora recientemente lanzada llamada Setonix, que lleva el nombre del animal favorito de Australia Occidental, Quokka (Setonix braquial).

ASKAP, que consta de 36 antenas parabólicas que funcionan juntas como un solo telescopio, es operado por la Agencia Nacional de Ciencias de Australia CSIRO; Los datos de monitoreo que recopila se transmiten a través de fibras ópticas de alta velocidad al Centro Pawsey para su procesamiento y conversión en imágenes listas para la ciencia.

En un hito importante en el camino hacia la implementación completa, ahora hemos demostrado la integración de nuestro software de procesamiento ASKAPsoft en Setonix, completo con imágenes impresionantes.

huellas de una estrella moribunda

El emocionante resultado de este ejercicio fue una imagen impresionante de un objeto cósmico conocido como remanente de supernova, G261.9 + 5.5.

Se estima que tiene más de un millón de años y se encuentra entre 10 000 y 15 000 años luz de nosotros. Este objeto en nuestra galaxia fue clasificado por primera vez como un remanente de supernova por el radioastrónomo de CSIRO Eric R. Hill en 1967, utilizando observaciones del Telescopio Parkes de CSIRO. Radio, Moriang.

Los remanentes de supernova (SNR) son los remanentes de poderosas explosiones de estrellas moribundas. El material expulsado por la explosión se filtra hacia el medio interestelar circundante a velocidades supersónicas, barriendo el gas y cualquier material que encuentre en el camino, comprimiéndolo y calentándolo en el proceso.

El remanente de la supernova galáctica G261.9 + 5.5. (Waseem Raja/CSIRO; Pascal Ilah/Bowsi)

Además, la onda de choque también comprimirá los campos magnéticos interestelares. Las emisiones que vemos en nuestra imagen de radio G261.9 + 5.5 provienen de electrones de alta energía atrapados en estos campos comprimidos. Llevan información sobre la historia de la estrella en explosión y aspectos del medio interestelar circundante.

La estructura de estos restos revelada en la imagen de radio profunda ASKAP abre la posibilidad de estudiar estos restos y las propiedades físicas (como los campos magnéticos y la densidad de electrones de alta energía) del medio interestelar con un detalle sin precedentes.

Poniendo una supercomputadora en marcha

Puede ser agradable mirar una imagen de SNR G261.9 + 05.5, pero el procesamiento de datos de los estudios astronómicos de ASKAP también es una excelente manera de probar el sistema de una supercomputadora, incluido el hardware y el software de procesamiento.

Incluimos el conjunto de datos de remanentes de supernova en nuestras pruebas iniciales porque sus características complejas aumentarán los desafíos de procesamiento.

El procesamiento de datos, incluso con una supercomputadora, es un ejercicio complejo, con diferentes modos de procesamiento que dan lugar a muchos problemas potenciales. Por ejemplo, se creó una imagen SNR mediante la combinación de datos recopilados en cientos de frecuencias diferentes (o colores, si lo prefiere), lo que nos permite obtener una vista compuesta del objeto.

Pero también hay un tesoro de información escondido en las frecuencias individuales. Extraer esta información a menudo requiere crear imágenes en cada frecuencia, lo que requiere más recursos informáticos y más espacio digital para el almacenamiento.

Si bien Setonix tiene suficientes recursos para un procesamiento tan intensivo, el principal desafío es estabilizar la supercomputadora cuando entra en contacto con cantidades tan grandes de datos día tras día.

La clave de esta primera demostración rápida fue la estrecha colaboración entre el Centro Pawsey y los miembros del Equipo de procesamiento de datos científicos de ASKAP. Nuestro trabajo colectivo nos ha permitido a todos comprender mejor estos desafíos y encontrar soluciones rápidamente.

Estos resultados significan que podremos descubrir más datos de ASKAP, por ejemplo.

Viene más

Pero esta es solo la primera de dos fases de la instalación de Setonix, y se espera que la segunda fase se complete a finales de este año.

Esto permitirá que los equipos de datos procesen cantidades más grandes de datos de muchos proyectos en una fracción del tiempo. A su vez, no solo permitirá a los investigadores comprender mejor nuestro universo, sino que sin duda revelará nuevos objetos ocultos en el cielo radioeléctrico. La variedad de preguntas científicas que Setonix nos permitirá explorar en plazos más cortos abre muchas posibilidades.

Este aumento en el poder computacional beneficia no solo a ASKAP, sino a todos los investigadores con sede en Australia en todos los campos de la ciencia y la ingeniería que tienen acceso a Setonix.

Mientras que la supercomputadora está acelerando sus operaciones completas, también ASKAP, que actualmente está terminando una serie de estudios piloto y pronto realizará estudios del cielo más grandes y profundos.

El remanente de supernova es solo una de las muchas características que hemos revelado ahora, y pronto podemos esperar imágenes más impresionantes y el descubrimiento de muchos cuerpos celestes nuevos.Conversación

Waseem Raja, científico investigador, CSIRO y Pascal Jahan Elahi, especialista en aplicaciones de supercomputación, Centro de investigación de supercomputación Pawsey, CSIRO.

Este artículo ha sido republicado de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.

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