Astromodel
285 subscribers
309 photos
5 videos
6 files
168 links
Официальный канал проекта Astromodel
Обратная связь: https://t.me/AstroBFU
Download Telegram
7 лет Фонду президентских грантов

На этой неделе Фонду президентских грантов (ФПГ) исполняется семь лет. Астрономическое сообщество БФУ им. И. Канта вместе с некоммерческим партнёрством «Калининградский инновационно-технологический центр» вот уже пять лет участвует в конкурсах, проводимых Фондом. За это время мы реализовали четыре проекта с финансовой поддержкой ФПГ, в рамках которых провели сотни мероприятий, в которых поучаствовали десятки тысяч человек! Именно благодаря Фонду президентских грантов мы создали и развиваем нашу онлайн-сеть Astromodel.ru, с помощью которой все желающие могут совершенно бесплатно получить доступ ко множеству образовательных, просветительских и методических материалов по астрономии, физике и математическому моделированию.

Благодаря поддержке Фонда президентских грантов мы провели множество просветительских мероприятий, на которых рассказывали посетителям про астрономию, космос и устройство Вселенной. Реализуя свои проекты вместе с ФПГ, мы развили школу проектной и углубленной астрономической подготовки, выпускники которой неоднократно становились призёрами всероссийских олимпиад и лауреатами федеральных конкурсов научно-технического творчества молодёжи, реализовывали собственные инновационные и социальные проекты.

Астрономическое сообщество БФУ им. И. Канта вместе с руководством и коллективом НП «КИТЦ» выражают искреннюю благодарность Фонду президентских грантов и присоединяются к многочисленным поздравлениям с очередной годовщиной его учреждения. Желаем всем сотрудникам Фонда дальнейших успехов в их важной и полезной работе!

#7летФондуПрезидентскихГрантов
Наши учёные смоделировали двойную звезду

Коллектив лаборатории астрофизики БФУ им. И. Канта под руководством её заведующего, профессора, доктора физико-математических наук Артёма Валерьевича Асташёнка, продолжает реализацию своего большого научного проекта, входящего в программу «Приоритет 2030». Калининградские астрофизики изучают различные космические объекты с помощью виртуального моделирования их динамики. Учёные строят высокоточные численные модели различных процессов и явлений, протекающий в космическом пространстве, а затем сравнивают полученные результаты с данными наблюдений.

На сей раз предметом исследования стала двойная звёздная система, состоящая из белого карлика и массивной звезды на поздней стадии своей эволюции. В космосе такие ситуации возникают постоянно – многие звёзды, которые видятся нам одиночными, имеют более тусклы второй компонент. Ну, а «раздувание» звезды ближе к концу её жизни и вовсе один из основных механизмов звёздной эволюции. Что же произойдёт в таком случае? Для ответа на этот вопрос наши учёные провели несколько стадий высокоточного численного моделирования.

Для начала была смоделирована сама массивная звезда на поздней стадии своей эволюции. Ради обеспечения необходимой точности моделирования звезда была разбита на 1.2 миллиона отдельных элементов, динамика каждого из которых рассчитывалась на основании численного решения дифференциальных уравнений, описывающих законы астрофизики. После того, как модель звезды была рассчитана, к ней был добавлен второй компонент – белый карлик. При этом обе части звёздной системы изначально двигались по стабильным орбитам, вращаясь вокруг общего центра масс. Основной этап моделирования стартовал в момент того, как расширяющаяся внешняя оболочка массивной звезды достигала орбиты белого карлика. Здесь-то и начинается самое интересное: гравитационное воздействие карликовой звезды начинает буквально расшвыривать вещество газовой оболочки соседа, а её траектория начинает меняться. Именно в этом и заключается главный научный результат выполненного исследования: расширение оболочки массивного компонента двойной системы привело к тому, что стабильность орбит двойной звезды была нарушена за счёт газодинамического торможения белого карлика в оболочке массивного компонента.

Исследователи визуализировали результаты моделирования в форме понятной и наглядной анимации. В ней вы можете видеть, как правильная сферическая форма газовой оболочки массивной звезды искажается под воздействием гравитационных сил, а белый карлик начинает быстро сближаться с её ядром. В итоге, ядро массивной звезды лишается большей части своей газовой оболочки, а орбиты обоих компонент звёздной системы стабилизируются с гораздо меньшим радиусом, чем до начала взаимодействия.

Следующим шагом в исследовании станет численное моделирование аналогичной двойной системы с использованием законов модифицированных теорий гравитации. В последние десятилетия они активно развиваются, предлагая альтернативу классической общей теории относительности. Основным достоинством таких теорий является отсутствие необходимости искусственно вводить в них сущности тёмной материи и тёмной энергии, объяснение природы которых в классической теории пока что отсутствует. Экспериментальных или наблюдательных подтверждений новых теорий пока нет, и моделирование различных астрофизических явлений и процессов может оказаться важным способом их проверки.
Проведённое моделирование – лишь один из примеров возможностей программного комплекса распределённых астрофизических вычислений и моделирования Astromodel, созданием которого занимаются наши учёные. Сейчас они готовят научную статью по результатам выполненного исследования, которая будет опубликована в одном из международных реферируемых изданий. А перед разрабатываемым комплексом моделирования будут поставлены новые, ещё более амбициозные научно-исследовательские задачи. О наиболее интересных и важных результатах исследований мы обязательно сообщим всем нашим читателям. Следите за новостями на нашем сайте, подписывайтесь на наше сообщество ВКонтакте и этот Telegram-канал!
Наши ученики стали лауреатами конкурса им. Д.И. Менделеева

Калининградские школьники успешно выступили на всероссийском конкурсе научно-исследовательских работ имени Д.И. Менделеева. Ученики 10ФМ класса МАОУ Лицей №23 Смирнов Олег и Котова Мелана, прошедшие обучение в рамках курсов углубленной и проектной подготовки Астрономического сообщества БФУ им. И. Канта, представили на конкурсе результаты своей учебно-исследовательской работы, посвящённой моделированию эволюции туманности Барнард 68. Свою работу ребята защищали в дистанционном формате на двух этапах всероссийского конкурса, по итогам которых заняли третье место, получили памятные медали и сертификаты.

Работа Олега и Меланы посвящена тем же научным проблемам, над которыми работают учёные лаборатории астрофизики БФУ им. И. Канта. Конечно, школьная исследовательская работа содержит ряд упрощений и допущений, например, моделирование динамики тёмной туманности осуществлялось в двумерном приближении и не учитывала электромагнитных и иных факторов, воздействующих на звёздную эволюцию. Однако по своей концепции эта работа ничем не отличается от серьёзных научных исследований. Более того, полученные результаты отлично согласуются с существующими теоретическими представлениями: вещество туманности в ходе процесса аккреции оседало на помещённую в область моделирования звезду, формируя вокруг неё характерный аккреционный диск.

Таким образом, выполняя свой проект, десятиклассники проделали все стадии серьёзного научного исследования: сформулировали гипотезу, поставили задачу, выбрали методы и инструменты её решения, провели численный эксперимент и проанализировали его результаты. Реализация такого учебно-исследовательского проекта не только позволяет представить его результаты на конкурсах и конференциях, но и обогащает одарённых учащихся опытом настоящей исследовательской деятельности, который очень пригодится им в ходе получения высшего образования и работы по специальности. А успешное выступление ребят на престижном всероссийском конкурсе и высокая оценка экспертного жюри демонстрируют не только их талант и добросовестность в проведении своего исследования, но и большие перспективы дальнейшего развития этого направления учебно-исследовательской деятельности.

Астрономическое сообщество БФУ им. И. Канта поздравляет молодых исследователей с достойным выступлением на конкурсе и желает им дальнейших успехов в учёбе и в жизни!
Школьники моделируют клеточные автоматы

На прошлых выходных под эгидой Центра развития современных компетенций детей БФУ им. И. Канта и Научно математического центра им. Софьи Ковалевской регионального центра БФУ им. И. Канта состоялось интересное мероприятие – междисциплинарный хакатон «Biotech». В нём приняло участие несколько десятков одарённых старшеклассников – учеников этих двух центров. Перед ними была поставлена непростая задача – смоделировать процесс распространения лесных пожаров с помощью так называемых клеточных автоматов.

Клеточные автоматы – это метод численного моделирования, который позволяет представить тот или иной процесс в виде изменения состояния отдельных клеток на большом поле. Каждая клетка может влиять на состояние соседних клеток, тем самым имитируя распространение процесса или явления по области моделирования. В данном случае в качестве клеточного поля выступал участок местности, на котором располагались пустые клетки и клетки с лесом, по которым мог распространяться пожар.

Одарённые школьники подошли к выполнению задачи творчески. За три часа, отведённых для воплощения численной модели в жизнь, они не просто справились с поставленным заданием, но и включили в решение дополнительные факторы. Так, одна из команд учла при моделировании рельеф местности, из-за неровностей которой огонь распространялся по лесу неравномерно, а другая – дополнила свою модель водоёмами и отдельными участками леса, в которых деревья растут особенно плотно, а следовательно огонь по ним распространяется быстрее.

Оценивало работы школьников специально сформированное экспертное жюри хакатона. Среди его членов были и представители Астрономического сообщества БФУ им. И. Канта: его руководитель Алексей Байгашов и инженер-исследователь лаборатории астрофизики БФУ им. И. Канта Максим Царьков. Они не понаслышке знакомы с клеточными автоматами – в рамках деятельности образовательного центра «Гениум» с их помощью разрабатываются программы опережающей и дополнительной подготовки школьников, в том числе и по этому направлению.

Астрономическое сообщество БФУ им. И. Канта поздравляет всех участников хакатона «Biotech» с успешным решением необычной практической задачи и желает дальнейших успехов в учебной и профессиональной деятельности!
Стартовал новый сезон съёмок Солнца

В Калининградской области установилась ясная солнечная погода, и наши астрономы воспользовались этой возможностью, чтобы вернуться к съёмкам Солнца. Прошлым летом мы уже публиковали панорамы солнечной поверхности и протуберанцы крупным планом, и сейчас продолжаем показывать вам самые интересные из отснятых кадров нашего светила.

Например, на серии снимков участка солнечного диска можно рассмотреть несколько протуберанцев, в очертании одного из которых, при должной фантазии, можно разглядеть фигуру, напоминающую динозавра. «Солнечный диплодок» по-настоящему впечатляет своими размерами – его длина в заснятой проекции превышает 120 тысяч километров, высота в самом высоком месте достигает 50 тысяч километров, а отдельные, хорошо различимые на снимках, сгустки солнечного вещества взлетают над поверхностью Солнца на высоту до 80 тысяч километров. Для сравнения, диаметр Земли составляет 12 740 километров, то есть протуберанец в восемь раз больше нашей планеты по длине и в четверо – по высоте. Впрочем, столь впечатляющие параметры солнечной активности не удивительны – очередной 11-летний цикл солнечной активности приближается к своему максимуму, которого должен достигнуть в конце этого или начале следующего года.

Чтобы заснять величие протуберанцев во всей красе, нашим астрономам пришлось изрядно потрудиться. Для начала, весь комплект оборудования устанавливается на специально подготовленной площадке. Делать это нужно ночью, чтобы сориентировать поперечную ось телескопа строго на полярную звезду. Это позволит скомпенсировать видимое движение Солнца по небу во время съёмки путём доворачивания телескопа специальным приводом с электромотором, и получить более качественные снимки. Затем, уже днём, начинается съёмка – специальная камера для астрофтографии ZWO 533мм pro делает несколько тысяч кадров с короткой экспозицией в 10 мс через специальный солнечный телескоп Coronado 40 PST, на который дополнительно установлена трёхкратная линза Барлоу. Весь этот комплекс оборудования вращается вслед за Солнцем на автоматической монтировке ZEQ25, а вся съёмочная сессия длится около часа.

Однако после получения снимков работа только начинается. Из более чем двух с половиной тысяч кадров нужно вручную отобрать самые лучшие, на которых наиболее отчётливо видны все детали солнечной поверхности и активности в солнечной атмосфере. Так из более чем 500 ГБ исходных снимков и видео отбираются несколько сотен наиболее удачных. Они складываются друг с другом с помощью специального программного обеспечения и обрабатываются, чтобы получить несколько красивых снимков, на которых вы можете рассмотреть солнечные протуберанцы во всей красе.
Семинары по астрофизике в БФУ им. И. Канта

В рамках реализации проекта № 421-Л-23 по программе «Приоритет-2030» сотрудники лаборатории астрофизики БФУ им. И. Канта продолжают проводить регулярные научные семинары для научных работников, преподавателей, аспирантов и студентов, заинтересованных в численном моделировании различных астрофизических процессов и явлений. На семинарах учёные обсуждают современные методы численного моделирования газодинамических процессов и их применение для решения конкретных задач астрофизики. Семинары имеют как теоретическое, так и практическое значение. Например, совсем недавно наши учёные смоделировали двойную звёздную систему, в которой белый карлик тормозится в раздувшейся газовой оболочке массивного компонента. Такого рода моделирование – один из предметов для регулярных обсуждений на научных семинарах.

Основной тематикой майских семинаров лаборатории астрофизики является подготовка её сотрудниками научной публикации в одном из рецензируемых журналов. Несколько месяцев расчётов на высокопроизводительном серверном оборудовании подходят к концу, учёные собрали большой объём интересных результатов, которые предстоит проанализировать и изложить в виде научной статьи. В этой работе сотрудникам лаборатории астрофизики активно помогают коллеги-математики во главе с к.ф.-м.н., доцентом Артуром Владимировичем Кулешовым. Вместе со своими аспирантами и магистрами он регулярно принимает участие в обсуждениях методов и способов численного решения систем дифференциальных уравнений, описывающих эволюцию различных астрофизических объектов.

Учёные лаборатории Астрофизики БФУ им. И. Канта планируют подготовить материалы к публикации уже в ближайшие месяцы, а до конца года выполнить ещё одну серию численных экспериментов, посвящённых вопросам моделирования динамики астрофизических объектов в различных условиях, в том числе с использованием модифицированной теории тяготения. Результаты исследований будут регулярно обсуждаться на научных семинарах, которые проходят еженедельно, по средам, в 17:00 в аудитории 232 физико-математического корпуса БФУ им. И. Канта по адресу ул. А. Невского, д. 14, корпус 2.
Культурно-просветительский форум «Чистый разум» в библиотеке им. В. Маяковского

В следующую среду, 15 мая, калининградская библиотека им. В. Маяковского проведёт культурно-просветительский форум «Чистый разум». Мероприятий состоится в рамках Года 300-летия Российской академии наук, при поддержке Министерства по культуре и туризму Калининградской области, на площадке Калининградского областного историко-художественного музея по адресу г. Калининград, ул. Клиническая, 21.

В рамках форума будет создана дискуссионная площадка для молодёжи, на которой молодые люди смогут обогатить свои знания, поделиться своим опытом и найти вдохновение для новых идей. В программе мероприятия – встречи с космонавтами, научно-популярные лекции о производстве космических кораблей от сотрудников ОКБ «Факел» и презентации проектов юных исследователей – учеников космических классов калининградских образовательных учреждений.

В работе форума примут участие и представители Астрономического сообщества БФУ им. И. Канта. С лекциями об изучении космического пространства выступит наш постоянный участник, учёный-астрофизик Александр Сергеевич Тепляков. А ещё на форуме выступит Мария Василишена, ученица 8 класса МОУ СОШ №47 г. Калининграда. Несмотря на юный возраст, она уже успела поучаствовать в серьёзной научной работе по моделированию сферы Дайсона, результаты которой были опубликованы в научно-популярном журнале «Квант». На форуме она выступит с коротким докладом по теме выполненного исследования.