#компьютерное моделирование

Астрофизики показали, что черная дыра, рожденная в результате слияния нейтронных звезд разной массы, может испускать мощный джет, по яркости сопоставимый с короткими гамма-всплесками — самыми быстрыми и яркими вспышками во Вселенной.

Сегодня во Вселенной известны всего два типа черных дыр: звездной массы (от нескольких до десятков, реже — сотен солнечных масс) и сверхмассивные (от сотен тысяч до миллиардов масс Солнца). Но поскольку Общая теория относительности допускает существование черных дыр практически любой массы, ученые продолжают поиски «промежуточных» объектов. Недавно, проанализировав данные 11 гравитационно-волновых событий, астрофизики сообщили об обнаружении пяти кандидатов в такие черные дыры.

Вспышки звезд, особенно активных красных карликов, могут существенно изменять климат и химический состав атмосфер экзопланет. К такому выводу астрономы пришли, смоделировав воздействие космической погоды на миры, подобные TRAPPIST-1e, и показав, почему это важно для оценки их обитаемости и поиска признаков жизни.

Расположенная в созвездии Гидра спиральная галактика Южная Вертушка (М83) до сих пор считалась классической звездообразующей системой — без признаков активности сверхмассивной черной дыры в центре. Однако недавно, с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб», астрономы обнаружили в «сердце» M83 компактный источник мощного излучения, указывающий на присутствие активного галактического ядра, питаемого черной дырой.

Данные, полученные с помощью аппарата NASA InSight, прибывшего на Красную планету в 2018 году для изучения ее внутреннего строения и состава, легли в основу новой компьютерной модели, объясняющей происхождение необычного магнитного поля Марса.

Объединив данные наземных и космических обзоров, китайские астрономы представили первую подробную 3D-карту распределения межзвездной пыли в Млечном Пути. С ее помощью ученые смогут лучше понять структуру Галактики.

На примере развития сердечной трубки плодовой мушки (дрозофилы) ученые разработали модель, объясняющую, как клетки при формировании органов или заживлении ран выстраиваются в строго упорядоченные цепочки.

В 2014 году астрономы обнаружили одну из самых интересных и необычных сверхновых звезд — SN 2014C. Объект, расположенный в созвездии Пегаса, поставил перед учеными серьезный вопрос своим «перевоплощением» — то есть переходом из одного типа сверхновой (Ib) в другой (IIn). Пролить свет на загадочные метаморфозы помог новый анализ ранее собранных данных.

Астрофизики предложили заглянуть в недра нейтронных звезд, фиксируя колебания гравитационных волн, возникающих непосредственно в момент слияния. Раскрыть важнейшую информацию о ядерных процессах внутри светил можно, поймав особый «чистый» сигнал.

Результаты 30-летнего исследования показали, что земная атмосфера укрепила свою естественную способность очищаться от загрязнителей: с конца 1990‑х годов она эффективнее избавлялась от метана — парникового газа, способствующего изменению климата.

Исследователи разработали оригинальный метод, который позволил «взглянуть» на глубинные слои Солнца и оценить, как именно звезда поглощает энергию. Открытие поможет больше узнать об эволюции и внутреннем строении нашего светила.

Ученые практически не сомневаются в существовании темной материи — невидимого нечто, гравитация которого определяет эволюцию галактик. Однако из чего она состоит, по-прежнему неизвестно, а продолжающиеся поиски не принесли результатов. Обратившись к более экзотическим гипотезам, исследователи предложили различать теплую, холодную и размытую темную материю по характерным признакам, включая формирование галактических нитей (филаментов) в ранней Вселенной. Именно размытую темную материю недавно заподозрили в том, что она способна образовывать сгустки, которые становятся ядрами галактик.

Чтобы объяснить временные затмения у таких звезд, как Бетельгейзе, астрономы разработали 3D-модель, отражающую процессы конвекции и «пульсации» (регулярные колебания яркости) красных сверхгигантов, масса которых примерно в 8-35 раз превышает массу Солнца. Результаты нового исследования объясняют механизм формирования молекулярных облаков, затемняющих звездные диски этих светил.

Одни из древнейших метеоритов в Солнечной системе — хондриты — образовались около 4,5 миллиарда лет назад. Считалось, что формировались они в крайне неспокойных условиях, однако результаты нового исследования опровергли эту гипотезу. Открытие может привести к пересмотру нынешнего представления о формировании планет в нашей звездной системе.

В 1912 году ученые обнаружили заряженные частицы, поступающие на Землю из космоса. Сталкиваясь с ядрами атмосферных газов нашей планеты, эти космические лучи производят вторичные мелкие частицы — пионы, которые затем распадаются на мюоны. Однако число последних, по неизвестным причинам, значительно превышает теоретические предсказания. Недавно исследователи из Китая предложили новое решение «мюонной загадки», объяснив избыток мюонов в космических лучах конденсацией глюонов.

Традиционные теории происхождения марсианских лун — Фобоса и Деймоса — не объясняют особенности их состава и орбит. Поэтому астрономы предложили новую гипотезу, согласно которой спутники четвертой от Солнца планеты образовались из обломков крупного астероида, пролетевшего в опасной близости от Красной планеты. Расчеты показали, что он пересек так называемый предел Роша — расстояние, на котором приливные силы, вызванные гравитацией планеты, были слишком велики и разорвали астероид на части. Проверить выводы ученых помогут будущие космические миссии.

Авторы нового исследования пришли к выводу, что как минимум три из 28 спутников Урана могут скрывать под своей поверхностью огромные океаны жидкой воды. Поиски предложили начать с изучения ледяных оболочек Миранды, Ариэль и Умбриэль. И хотя новая миссия NASA к Урану пока в разработке, полученные результаты имеют важное значение для ее дальнейшего планирования и могут значительно расширить представления о потенциально обитаемых мирах Солнечной системы.

Способность окрестностей черных дыр испускать джеты (узкие струи плазмы, движущиеся с околосветовой скоростью) часто связана с самыми яркими взрывами в космосе — гамма-всплесками. До недавнего времени ученые не могли точно объяснить, как черные дыры получают необходимые для формирования джетов магнитные поля. Теперь результаты нового исследования показали, что эти космические «монстры» сохраняют магнитные поля родительских нейтронных звезд.

Динамику возникновения таких загадочных явлений, как квантовая запутанность, можно вычислить и потенциально измерить в будущем экспериментальным путем на аттосекундных масштабах времени (одна аттосекунда равна миллиардной части миллиардной доли секунды). К этому выводу пришла международная команда физиков, разработавшая теоретические модели и применившая методы компьютерного моделирования.

Создание нового продукта требует тщательной проверки свойств его конструктивных элементов. Сократить и удешевить этот долгий и трудоемкий процесс поможет компьютерное моделирование. Сегодня в блоге мы расскажем, как белорусские ученые разработали компьютерную модель разрушения неоднородного материала – в нашем случае бетона, который широко применяется при строительстве транспортно-инфраструктурных комплексов uST.