圖示：安置在美國(guó)國(guó)家能源研究科學(xué)計(jì)算中心的Carver IBM iDataPlex超級(jí)計(jì)算機(jī)

盡管納特和他的團(tuán)隊(duì)在需要時(shí)也會(huì)使用Hopper超級(jí)計(jì)算機(jī)，但Carver是發(fā)現(xiàn)PTF 11kly超新星所運(yùn)行的超級(jí)計(jì)算機(jī)-Carver用于啟動(dòng)的核心數(shù)量非常少。日常PTF工作負(fù)載使用的Carver核心數(shù)量約為60個(gè)，但是納特告訴我們說(shuō)"晚上我們要做的工作比較反復(fù)，因?yàn)橐治霾蹲降挠跋?，因此一個(gè)晚上要使用大概120個(gè)核心"。

納特表示"國(guó)家能源研究科學(xué)計(jì)算中心有這么多核心可用真是不錯(cuò)。我們要增加工作負(fù)載的話只需在一堆代碼中改變其中一行即可，這樣可以利用更多的處理器"。

PTF項(xiàng)目用來(lái)追蹤超級(jí)新星的方法非常直接。由Samuel Oschin天文望遠(yuǎn)鏡捕捉的圖像和調(diào)研開始階段的增強(qiáng)影像進(jìn)行對(duì)比-如果有不同的話，在數(shù)據(jù)庫(kù)中標(biāo)出標(biāo)識(shí)。

這聽起來(lái)很簡(jiǎn)單，但是正如納特所解釋的"在圖像上有大量老舊的痕跡，當(dāng)然也會(huì)有一些新東西-可能是小行星，也可能是變星，偶爾的可能是超新星"。

納特所說(shuō)的“大量老痕跡”并不夸張。“每個(gè)晚上我們通過(guò)篩選通常會(huì)得到大約100萬(wàn)個(gè)可選對(duì)象，在這些可選對(duì)象中，只有大約幾百個(gè)確實(shí)是真實(shí)存在的，在這幾百個(gè)對(duì)象中，只有大約兩個(gè)是讓人有興趣的超新星”。

PTF項(xiàng)目自從2008年啟動(dòng)以來(lái)發(fā)現(xiàn)了超過(guò)1000顆超新星，但是PTF 11kly并不是簡(jiǎn)單意義上的又一顆有趣的超新星，而是具有極高科學(xué)數(shù)據(jù)研究?jī)r(jià)值的超新星。

非同一般的超新星

首先，這是一顆Type 1a級(jí)別的超新星，特別引發(fā)天文學(xué)家的興趣，因?yàn)檫@些超新星在上世紀(jì)九十年代被用來(lái)判斷宇宙的演變是如何進(jìn)行的，同時(shí)還用來(lái)尋找暗物質(zhì)。不幸的是，在他們被用來(lái)幫助科學(xué)家來(lái)更好的了解宇宙演變的加速和暗物質(zhì)之前，還需要了解更多有關(guān) Type 1a超新星的信息，PTF 11kly就是這樣一顆能提供絕佳數(shù)據(jù)的超新星。

Type 1a超新星被認(rèn)為是白色星群的垂死掙扎，這種星群的規(guī)模大概是我們太陽(yáng)的1.4倍。正如納特對(duì)超新星演變的解釋那樣，白色星群“與來(lái)自同伴的物質(zhì)依附在一起，當(dāng)其規(guī)模足夠大的時(shí)候，內(nèi)部的溫度就會(huì)讓點(diǎn)燃碳元素，發(fā)生高熱原子核反應(yīng)式的爆炸”。

2002年由哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的PTF 11kly位置的影像顯示了挨在一起的兩顆紅色巨物看起來(lái)的樣子。如果這真的是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡像素的照片，那確實(shí)和納特描述的情景非常吻合—紅色巨物中的一個(gè)或者兩個(gè)能提供導(dǎo)致PTF 11kly爆炸的誘因。

這種類型的超新星是非同一般的。納特表示“我們知道這些白色星群都是非常古老的星星，由于我們看到他們存在于年輕的星系和古老的星系當(dāng)中，那么所有其他類型的超新星我們就只能在非常年輕的星系里看到”。

PTP 11kly成為如此有價(jià)值的研究對(duì)象的另一個(gè)主要原因是它的爆炸離現(xiàn)在很近—在風(fēng)車星系中只離我們大概2100萬(wàn)光年，比大家所知的Ursa Major和北斗七星中發(fā)現(xiàn)的M101還要近。這是自1986年以來(lái)所發(fā)現(xiàn)的距今最近的超新星，納特強(qiáng)調(diào)說(shuō)。這顆星受星塵的遮擋顯得朦朧不清。“在此之前，你不得不追溯到1972,1937,和1572年才能找到更加靠近現(xiàn)在的Type 1a超新星”。

最后，PTF 11kly在首次爆炸后僅僅幾個(gè)小時(shí)內(nèi)就被發(fā)現(xiàn)了—哦，幾個(gè)小時(shí)加上2100萬(wàn)光年，太驚人了。

走近人類

新生的超新星在強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)和人類智慧的共同努力下，從浩瀚的PTF數(shù)據(jù)中脫穎而出。Carver超級(jí)計(jì)算機(jī)用來(lái)將100萬(wàn)個(gè)異動(dòng)對(duì)象梳理為數(shù)百個(gè)候選對(duì)象的整個(gè)過(guò)濾過(guò)程是由加利福尼亞大學(xué)伯克利分校天文學(xué)系副教授喬希.布萊姆所開發(fā)的。

為了將布萊姆所創(chuàng)建的計(jì)算機(jī)運(yùn)算法則層層展開，一大批專家會(huì)預(yù)先過(guò)濾一批異動(dòng)數(shù)據(jù)，根據(jù)異動(dòng)是否有價(jià)值來(lái)對(duì)每個(gè)異動(dòng)的對(duì)象進(jìn)行分類。然后布萊姆進(jìn)行觀測(cè)和研發(fā)出納特稱之為“推進(jìn)決策樹”的流程來(lái)對(duì)數(shù)百萬(wàn)的夜間異動(dòng)對(duì)象進(jìn)行篩選和分類為合理的數(shù)量。

在每次篩選萬(wàn)PTF數(shù)據(jù)后，剩下的幾百種可能性被分配給一組“公民科學(xué)家”超新星搜尋者—是的，確實(shí)是人類—也就是大家所知的Galaxy Zoo team（被稱之為星系動(dòng)物園是指他們的規(guī)模非常小又非常忙碌），他們會(huì)盯著這些可能性并嘗試捕捉真正的超新星。

納特就是這些終極過(guò)濾者中的一員—他很幸運(yùn)的在正確的時(shí)間站在了正確的地點(diǎn)。“星期三下午，加利福尼亞時(shí)間，當(dāng)時(shí)我正在觀測(cè)并且說(shuō)‘好的，數(shù)據(jù)庫(kù)，告訴我昨天晚上最好的那顆星是什么吧’，哦，它就在那兒，而不是在前一天晚上的數(shù)據(jù)里”。

“起初我持完全的懷疑態(tài)度。我想這只是顆從銀河中劃過(guò)的小行星，但是之后我搜索了小行星數(shù)據(jù)庫(kù)，確定不是，沒有任何資料。這是因?yàn)樗龅?，我說(shuō)‘好吧，這可能是顆新星’，是另一種類型的爆炸，但是對(duì)我們沒太大價(jià)值。哦，不，好像也不對(duì)”。

之后納特使用了一臺(tái)功能不如Carver強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)。“幸運(yùn)的是，我剛好在網(wǎng)上和英國(guó)的馬克.沙利文聊了會(huì)，他說(shuō)‘哦，太陽(yáng)現(xiàn)在正位于加納利群島。我們可以讓他們采集這個(gè)物體的光譜來(lái)讓我們知道是怎么回事’，就這樣在我發(fā)現(xiàn)這顆新星的三個(gè)小時(shí)后，他們采集了光譜并證實(shí)這是一顆超新星”。

這不只是一顆普通的超新星，而是“非常年輕的Type 1a超新星”，西班牙拉帕瑪?shù)募蛹{利群島上的利物浦望遠(yuǎn)鏡通過(guò)其光譜中的強(qiáng)大硅元素線驗(yàn)證了這一點(diǎn)。

得到利物浦望遠(yuǎn)鏡的證實(shí)后，沙利文用電子郵件向團(tuán)隊(duì)做出了快速的回應(yīng)：“喔，太棒了”。

歸功于PTF網(wǎng)絡(luò)，如今這個(gè)“太棒了”的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)被全世界所共享。在12個(gè)小時(shí)內(nèi)，PTF 11sky‘的Type 1a名稱就得到了加利福尼亞州利克天文臺(tái)和夏威夷島凱克天文臺(tái)的證實(shí)，全世界越來(lái)越多的望遠(yuǎn)鏡都開始進(jìn)行觀測(cè)和收集數(shù)據(jù)。受益于美國(guó)國(guó)家航空和宇宙航行局的緊急請(qǐng)求，哈勃本周也開始進(jìn)行觀測(cè)。

“當(dāng)你在爆炸和混合后第一時(shí)間就捕捉到它，你確實(shí)能看到爆炸后新星未燃盡的部分！”加利福尼亞大學(xué)圣克拉拉分校的安德魯.和維爾激動(dòng)的表示，并向全世界的天文學(xué)家展示著他的興奮。他表示“盡管觀測(cè)過(guò)數(shù)千個(gè)超新星，但這次的這顆是前所未有的”。

可能你甚至不需要一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡就能看到PTF 11kly。“觀測(cè)這顆爆炸星最佳的時(shí)間是在一周內(nèi)北半球地區(qū)的黎明前夕”沙利文表示“你需要黑暗的天空和一個(gè)出色的雙筒望遠(yuǎn)鏡，雖然小型的天文望遠(yuǎn)鏡可能有更好一些”。

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