澳大利亚新型超级计算机处理超新星遗迹的惊人图像

在进入澳大利亚最新超级计算系统第一阶段的 24 小时内，研究人员处理了一系列射电望远镜观测数据，其中包括一张超新星遗迹的高度详细的图像。

新一代射电望远镜的数据速率非常高，数据量巨大，例如询问计划（澳大利亚平方公里阵列探路者）需要在超级计算机上运行的高性能软件。

这就是 Pawsey 超级计算研究中心发挥作用的地方，新推出的超级计算机 Setonix– 以西澳大利亚最受欢迎的动物命名，短尾矮袋鼠（短尾沙蜂）。

ASKAP 由 36 个碟形天线组成，它们共同充当一台望远镜，由澳大利亚国家科学机构 CSIRO 运营；它收集的观测数据通过高速光纤传输到 Pawsey 中心进行处理，并转换成可用于科学的图像。

在全面部署道路上的一个重要里程碑中，我们现在已经展示了我们的处理软件 ASKAPsoft 在 Setonix 上的集成，并具有令人惊叹的视觉效果。

垂死恒星的踪迹

这次演习的一个令人兴奋的成果是一张被称为超新星遗迹的宇宙物体的奇妙图像，G261.9+5.5。

据估计，这个星系中的物体已有 100 多万年历史，距离我们 10,000-15,000 光年，首次分类1967 年，CSIRO 射电天文学家 Eric R. Hill 利用 CSIRO 的观测数据，将其鉴定为超新星遗迹穆里扬帕克斯射电望远镜。

超新星遗迹（SNR）是濒死恒星强烈爆炸的残留物。爆炸中喷出的物质以超音速向外冲入周围的星际介质，扫过沿途遇到的气体和任何物质，在此过程中压缩和加热它们。

此外，冲击波还会压缩星际磁场。我们在 G261.9+5.5 的无线电图像中看到的辐射来自被这些压缩场捕获的高能电子。它们包含有关爆炸恒星的历史和周围星际介质方面的信息。

深度 ASKAP 无线电图像揭示的该残余物的结构为以前所未有的细节研究该残余物和星际介质的物理特性（如磁场和高能电子密度）开辟了可能性。

SNR G261.9+05.5 的图像可能看起来很漂亮，但处理 ASKAP 天文调查的数据也是对超级计算机系统（包括硬件和处理软件）进行压力测试的好方法。

我们在初步测试中纳入了超新星遗迹的数据集，因为其复杂的特征会增加处理难度。

即使使用超级计算机，数据处理也是一项复杂的工作，不同的处理模式会引发各种潜在问题。例如，SNR 的图像是通过组合数百种不同频率（或颜色，如果你愿意的话）收集的数据而生成的，这使我们能够获得物体的复合视图。

但单个频率中也隐藏着大量信息。提取这些信息通常需要在每个频率上制作图像，这需要更多的计算资源和更多的数字空间来存储。

虽然 Setonix 拥有足够的资源进行如此密集的处理，但一个关键的挑战是确保超级计算机在日复一日处理如此大量数据时的稳定性。

此次快速首次演示的关键在于 Pawsey 中心与 ASKAP 科学数据处理团队成员之间的密切合作。我们的团队合作使我们所有人都能够更好地理解这些挑战并快速找到解决方案。

例如，这些结果意味着我们将能够从 ASKAP 数据中发掘更多信息。