Astronomie

Simulation und ihre Notwendigkeit in der astronomischen Forschung

Simulation und ihre Notwendigkeit in der astronomischen Forschung


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Ich habe mich gefragt, ob hauptsächlich alles in der Astronomischen und Astrophysik von Simulationen abhängt, was sind dann die Bildungsanforderungen, die erforderlich sind, um sich als Simulationsexperte zu qualifizieren.

Welche Software wird weltweit benötigt? Laufen alle Simulationen auf einem Supercomputer? Benötigen Astrophysiker Programmiererfahrung? Und sind Programmierkenntnisse ein Muss?


Ich stimme @uhoh zu, dass du das nicht tun musst Experte, aber überdurchschnittliche Coding-Kenntnisse sind durchaus sinnvoll und grenzen an "ein Muss". Nicht um riesige Programme mit Tausenden von Zeilen zu schreiben, sondern um kleinere Codestücke zu schreiben, die Ihnen bei alltäglichen Aufgaben helfen.

Wie uhoh sagt, kann man sehr gut in einer Gruppe Platz finden, in der andere Leute für die numerische Modellierung verantwortlich sind, und sich stattdessen beispielsweise auf die Interpretation von Beobachtungsergebnissen, die physikalische Modellierung oder sogar die technischen Aspekte des Teleskopbetriebs konzentrieren.

Software

Sie fragen nach der verwendeten Software: Einige der beliebtesten, wenn Sie mit Beobachtungsdaten arbeiten, sind IRAF zum Reduzieren und Analysieren der Daten und SAOImage/ds9 zum Visualisieren. Eine lange Liste astronomischer Software finden Sie hier.

Wenn Sie hingegen Galaxien oder das interstellare Medium modellieren, möchten Sie sich vielleicht mit Codes zur Synthese der stellaren Population wie STARBURST99, semianalytischen Galaxienentstehungsmodellen wie GALFORM oder Strahlungstransfercodes wie Cloudy vertraut machen.

Codierung

Zum Codieren, wenn Sie sind Wenn Sie große Codes erstellen, die viele Stunden Rechenzeit erfordern - möglicherweise auf einem Supercomputer - möchten Sie wahrscheinlich, dass Ihr Code schnell ist. Dann werden oft Sprachen wie FORTRAN und C verwendet. Für Programme, die nicht unbedingt schnell sein müssen, sind umfangreiche Sprachen wie Python sehr beliebt. Für kleinere Aufgaben kann Shell-Scripting sehr nützlich sein.

Selbst wenn Sie keine Simulationen ausführen, müssen Sie Ihre Arbeit wahrscheinlich irgendwann automatisieren. Anstatt beispielsweise 100 Bilder nacheinander zu reduzieren, erstellen Sie a Pipeline das erledigt alle Vorspannung, Flat-Fielding, Entfernung von kosmischer Strahlung usw. in einem Durchgang. Und anstatt einen Katalog mit einer Million Galaxien einzeln zu durchsuchen, um diejenigen zu suchen, die Ihren bevorzugten Kriterien entsprechen, erstellen Sie eine Filtersoftware, die sie für Sie findet.

Supercomputing

Nicht alle Simulationen werden auf einem Supercomputer ausgeführt. Riesige kosmologische Simulationen, Galaxienentstehungssimulationen etc. sind das in der Regel, da man in der Regel eine Simulation starten und dann drei Monate lang ohne Einmischung laufen lassen kann. Wenn Ihre Simulationen jedoch kleiner sind und Sie den Prozess möglicherweise ständig überprüfen müssen, ist es oft ausreichend/einfacher, ihn auf Ihrem lokalen Computer auszuführen.


Zentrum für Computergestützte Astrophysik

Die numerische Simulation in der Astronomie gilt neben der beobachtenden und theoretischen Astronomie als dritte Methodik der Astronomie. Wir brauchen Computersimulationen, weil es uns aufgrund ihrer riesigen Zeit- und Raumskalen praktisch unmöglich ist, Laborexperimente zu astronomischen Phänomenen durchzuführen. Wir erschaffen Universen in Computern (oft sehr großen, sogenannten Supercomputern), reproduzieren dort astronomische Phänomene und beobachten ihr Verhalten. Mit anderen Worten, Computer sind experimentelle Werkzeuge, um virtuelle Universen zu erschaffen, und gleichzeitig Teleskope, um sie zu beobachten. In diesen virtuellen Universen können wir das sehr frühe Stadium des Kosmos und seine Entwicklung beobachten, wir können die Entstehung von Galaxien reproduzieren und wir können den Ursprung, die Entwicklung und das endgültige Schicksal von Planetensystemen, einschließlich unseres eigenen, miterleben. Unser Projekt CfCA besitzt verschiedene Typen von Hochleistungsrechnern wie einen massiven Parallelrechner Cray XC50 „ATERUI Ⅱ“, einen Haufen Spezialrechner für gravitative Vielteilchenprobleme „GRAPE“ und andere Anlagen, die alle in Betrieb sind 24 Stunden am Tag, das ganze Jahr über. Astronomen auf der ganzen Welt nutzen diese Ressourcen. Darüber hinaus arbeitet CfCA an der Forschung und Entwicklung neuer Softwarealgorithmen für die nächste Generation der Simulationsastronomie, die es uns ermöglichen werden, die größten jemals versuchten numerischen Experimente durchzuführen. Durch numerische Simulationen mit Supercomputern werden wir wahrscheinlich in naher Zukunft die seit langem bestehenden Fragen wie die Entstehung von Galaxien, die Entstehung des Sonnensystems und das reale Bild von Schwarzen Löchern lösen.

Eine magnetohydrodynamische Simulation der Wechselwirkungen zwischen einem astrophysikalischen Jet (blau) und interstellaren Wolken (orange). Schwarze Linien zeigen magnetische Feldlinien. Der Jet beschleunigt die dichten interstellaren Wolken während der Ausbreitung des Jets. Diese Simulation ergab, dass das Magnetfeld die Beschleunigung der dichten Wolken durch die magnetische Zugkraft verstärkt.


Astronomie und Astrophysik

Beobachtende und theoretische Forschung in Astrophysik in Oxford wird in vier unserer sechs Unterabteilungen durchgeführt: Astrophysik, Rudolf Peierls Center for Theoretical Physics, Atmospheric, Oceanic and Planetary Physics und Atomic & Laser Physics. Wir sind an einer Vielzahl von Experimenten auf globaler Ebene beteiligt, die an die Grenzen des Wissens stoßen, sowie an der Entwicklung modernster Theorien auf allen Skalen von der Erde bis zu den frühesten Signaturen der Physik, die im kosmischen Mikrowellenhintergrund eingeprägt sind. Wir haben große Gruppen, die sich mit Kosmologie, Galaxien und Schwarzen Löchern bis hin zu Sternen und Planeten beschäftigen. Wir adressieren diese Forschungsbereiche mit einer Kombination aus Theorie-, Simulations- und Beobachtungsarbeit.

Kosmologie

Wir beherbergen in Oxford weltweit führende Forschung in theoretischer und beobachtender Kosmologie. Theoretische Kosmologie, untergebracht im Beecroft Institute of Particle Astrophysics and Cosmology, konzentriert sich auf Dunkle Energie, Dunkle Materie und Allgemeine Relativitätstheorie sowie auf hochauflösende Simulationen der Strukturbildung. An der Beobachtungsfront ist Oxford führend in der Vermessungswissenschaft mit einer herausragenden Führungsrolle bei der nächsten Generation von Umfragen: dem Vera Rubin Observatory (dunkler Sektor), Euclid (schwaches Lensing), Simons Observatory (CMB). Wir spielen eine führende Rolle bei C-BASS und waren ein wichtiger Teil des Planck-Teams. Wir leiten auch die VISTA/VIDEO-Umfrage und spielen eine führende Rolle bei der KiDS-Umfrage zu schwachen Linsen.

Galaxienentwicklung

Unser Forschungsprogramm zu Galaxienentstehung und -entwicklung umfasst ihre Struktur und Geschichte, von der lokalen Milchstraße bis zu den höchsten Rotverschiebungsgalaxien. Die galaktische Dynamik untermauert einen Großteil unserer Arbeit, indem wir die dynamischen Prozesse verstehen, die zu diesen Verteilungen geführt haben, insbesondere in unserer eigenen Galaxie, mit Schwerpunkt auf der Verteilung von baryonischer und dunkler Materie in Galaxien und der Bestimmung der Massen nuklearer Schwarzer Löcher. Unsere Strategie besteht darin, eine Kombination neuer Daten mit dynamischer und stellarer Populationsmodellierung zu nutzen, um die Entstehungsgeschichte von Galaxien zu untersuchen, indem große Galaxiendurchmusterungen (MaNGA, SAMI und WEAVE) für Galaxien bis Rotverschiebung 2 verwendet werden, optisches Infrarot-Radio mit mehreren Wellenlängen Bildaufnahmen bis Rotverschiebung 4 und das James Webb Space Telescope (JWST) für höhere Rotverschiebungen. Wir haben garantierten Zugang zum Nahinfrarot-Multi-Objekt-Spektrographen NIRSpec des JWST (einschließlich seiner IFS-Fähigkeit), der die entstehenden Stadien von Galaxien aufdecken wird, wenn sie zum ersten Mal Sterne und Schwarze Löcher in ihren dunklen Halos bilden.

Pulsare, Transienten und relativistische Astrophysik

Sich schnell ändernde astrophysikalische Quellen wie Pulsare, akkretierende Schwarze Löcher, Supernovae und – in jüngster Zeit – Neutronen-Stern-Verschmelzungsereignisse sind die wichtigsten Labore, die uns zur Verfügung stehen, um physikalische Prozesse zu studieren und die Allgemeine Relativitätstheorie im Starkfeldbereich zu testen. Die Vertiefung unseres Verständnisses der Starkfeldgravitation und anderer fundamentaler Physik über Pulsare ist ein zentrales wissenschaftliches Ziel des Square Kilometre Array (SKA). Wir sind an der Spitze aller neuesten Fortschritte in der transienten Wissenschaft, einschließlich der Beobachtungen des elektromagnetischen Gegenstücks des ersten Neutronen-Stern-Verschmelzungsereignisses, GW170817, und der Funkdetektion der ersten Gammastrahlenausbrüche, die mit bodengestützten Cherenkov-Detektoren detektiert wurden . Die Oxford Pulsar Group leitet das Design und die Entwicklung der SKA-Instrumente, die für die Bereitstellung der Pulsar-Wissenschaft erforderlich sind, und ist zentral an der wissenschaftlichen Nutzung von SKA-Pfadfinderinstrumenten wie LOFAR und MeerKAT beteiligt. Global Jet Watch ist ein einzigartiges Programm, das von uns durchgeführt wird, um stellarmasseakkreierende Schwarze Löcher in unserer Galaxie zu überwachen. Die Theorie der zeitlichen Entwicklung relativistischer Akkretionsscheiben wurde in Oxford entwickelt und in Zusammenarbeit mit der transienten Gruppe erfolgreich auf Beobachtungen von Gezeitenstörungen angewendet. Unser herausragendes Plasma-Astrophysik-Programm führt hochmoderne Berechnungen durch, die die Dynamik schwach kollisierter Gasströmungen aufklären. Diese Arbeit ist entscheidend für das Verständnis der Akkretion von Schwarzen Löchern sowie des Verhaltens des heißen Intracluster-Mediums in Galaxienhaufen.

Exoplaneten

Exoplaneten ist eines der sich am schnellsten entwickelnden Gebiete der Astrophysik und Oxford ist eines der größten Forschungszentren für Exoplaneten in Europa. An der Beobachtungsfront umfasst diese Arbeit fortschrittliche statistische und maschinelle Lernmethoden und präzise Radialgeschwindigkeitsmessungen für die Exoplanetendetektion sowie eine detaillierte atmosphärische Charakterisierung durch innovative hochauflösende Spektroskopie und kontrastreiche Bildgebungsverfahren. Dies wiederum ergänzt unsere Instrumentierungsentwicklung von HARMONI und EPICS für das ELT. Wir sind auch führend bei fortgeschrittenen Abruftechniken zur Extraktion der atmosphärischen Struktur und Zusammensetzung aus astronomischen Beobachtungen. Simulationen haben die gesamte Bandbreite von Planeten abgedeckt, von unbewohnbaren terrestrischen Planeten wie Lavaplaneten über terrestrische Planeten in der bewohnbaren Zone bis hin zu Sub-Neptunen und heißen und ultraheißen Jupitern und Braunen Zwergen. An der Schnittstelle zwischen astrophysikalischen, atmosphärischen und geochemischen Disziplinen wurden bahnbrechende Arbeiten zur langfristigen atmosphärischen Evolution und Bewohnbarkeit geleistet.

Instrumentierung

Die Astrophysik-Instrumentengruppe leitet das Design und die Entwicklung von Schlüsselkomponenten von zwei globalen Flaggschiffprojekten der bodengestützten Astronomie: dem ELT und dem SKA. HARMONI wird der sichtbare und nahinfrarote Integralfeld-Spektrograph für das ELT sein, eines von nur zwei Instrumenten, die beim ersten Tageslicht eingesetzt werden. Wir nähern uns nun der Bauphase des SKA und werden in dieser Phase voraussichtlich mehrere Arbeitspakete leiten. Oxford leitete auch die Entwicklung des innovativen C-BASS-Projekts. Darüber hinaus haben wir 2020 den Bau des WEAVE-Spektrographen abgeschlossen, der für die nächsten fünf Jahre das Hauptarbeitspferd des WHT sein wird. Die Unterabteilung Astrophysik hat auch
entwickelte Expertise in der Implementierung supraleitender Empfängertechnologie zur direkten Detektion von THz-Strahlung (Sub-mm-Wellenlänge).

Theoretische Astrophysik

In enger Zusammenarbeit mit der Unterabteilung Astrophysik betreiben die Mitglieder unseres Rudolf Peierls Center for Theoretical Physics weltweit führende Forschung in den Bereichen galaktische Dynamik und kinetische Theorie von selbstgravitierenden Systemen, Gravitationswellen-Astrophysik und Schwarz-Loch-Physik, Planetendynamik und Akkretionsscheiben , und astrophysikalische Fluiddynamik.


Atemberaubende Simulation der Geburt von Sternen ist die realistischste aller Zeiten (Astronomie)

Ein Team aus Astrophysikern der Northwestern University hat die bisher realistischste 3D-Simulation der Sternentstehung mit der höchsten Auflösung entwickelt. Das Ergebnis ist ein visuell beeindruckendes, mathematisch getriebenes Wunder, das es dem Betrachter ermöglicht, im 3D-Raum um eine bunte Gaswolke zu schweben, während er funkelnde Sterne beim Auftauchen beobachtet.

Das Rechenwerk namens STARFORGE (Star Formation in Gaseous Environments) simuliert erstmals eine ganze Gaswolke – 100 Mal massereicher als bisher möglich und voller leuchtender Farben – in der Sterne geboren werden.

Es ist auch die erste Simulation, die gleichzeitig die Sternentstehung, -entwicklung und -dynamik modelliert und dabei stellare Rückkopplung berücksichtigt, einschließlich Jets, Strahlung, Wind und nahegelegener Supernova-Aktivität. Während andere Simulationen einzelne Arten von stellarem Feedback enthalten, setzt STARFORGE sie zusammen, um zu simulieren, wie diese verschiedenen Prozesse interagieren, um die Sternentstehung zu beeinflussen.

Mit diesem wunderschönen virtuellen Labor wollen die Forscher langjährige Fragen untersuchen, darunter warum die Sternentstehung langsam und ineffizient ist, was die Masse eines Sterns bestimmt und warum Sterne dazu neigen, sich in Haufen zu bilden.

Die Forscher haben mit STARFORGE bereits entdeckt, dass protostellare Jets – Hochgeschwindigkeitsgasströme, die die Sternentstehung begleiten – eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Masse eines Sterns spielen. Durch die Berechnung der genauen Masse eines Sterns können Forscher dann seine Helligkeit und seine inneren Mechanismen bestimmen sowie bessere Vorhersagen über seinen Tod treffen.

Neu von den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society akzeptiert, erschien heute eine erweiterte Kopie des Manuskripts, in der die Forschung hinter dem neuen Modell detailliert beschrieben wird. Ein Begleitpapier, das beschreibt, wie Jets die Sternentstehung beeinflussen, wurde im Februar 2021 in derselben Zeitschrift veröffentlicht.

„Seit einigen Jahrzehnten simulieren Menschen die Sternentstehung, aber STARFORGE ist ein Quantensprung in der Technologie“, sagte Michael Grudić von Northwestern, der die Arbeit mitleitete. „Andere Modelle konnten nur einen winzigen Fleck der Wolke simulieren, in dem sich Sterne bilden – nicht die gesamte Wolke in hoher Auflösung. Ohne das große Ganze zu sehen, übersehen wir viele Faktoren, die das Ergebnis des Sterns beeinflussen könnten.“

„Wie Sterne entstehen, ist eine zentrale Frage in der Astrophysik“, sagt Claude-André Faucher-Giguère von Northwestern, leitender Autor der Studie. „Es war eine sehr schwierige Frage, die zu erforschen ist, wegen der Bandbreite der beteiligten physikalischen Prozesse. Diese neue Simulation wird uns helfen, grundlegende Fragen direkt zu beantworten, die wir vorher nicht definitiv beantworten konnten.“

Schnappschuss aus einer STARFORGE-Simulation. Ein rotierender Gaskern kollabiert und bildet einen Zentralstern, der bipolare Jets entlang seiner Pole abfeuert, während er sich von Gas aus der umgebenden Scheibe ernährt. Die Jets reißen Gas vom Kern weg und begrenzen die Menge, die der Stern letztendlich ansammeln kann.

Grudić ist Postdoktorand am Northwestern Center for Interdisziplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA). Faucher-Giguère ist außerordentlicher Professor für Physik und Astronomie am Weinberg College of Arts and Sciences in Northwestern und Mitglied von CIERA. Grudić leitete die Arbeit gemeinsam mit Dávid Guszejnov, einem Postdoktoranden an der University of Texas in Austin.

Von Anfang bis Ende dauert die Sternentstehung zig Millionen Jahre. Selbst wenn Astronomen den Nachthimmel beobachten, um einen Blick auf den Prozess zu erhaschen, können sie nur einen kurzen Schnappschuss sehen.

„Wenn wir Sterne in einer bestimmten Region beobachten, sehen wir nur Sternentstehungsorte, die in der Zeit eingefroren sind“, sagte Grudić. „Auch Sterne bilden sich in Staubwolken, sind also meist versteckt.“

Damit Astrophysiker den vollständigen, dynamischen Prozess der Sternentstehung sehen können, müssen sie sich auf Simulationen verlassen. Um STARFORGE zu entwickeln, integrierte das Team Rechencode für mehrere Phänomene in der Physik, darunter Gasdynamik, Magnetfelder, Schwerkraft, Erwärmung und Abkühlung sowie stellare Rückkopplungsprozesse. Das Modell benötigt manchmal volle drei Monate, um eine Simulation auszuführen, und erfordert einen der größten Supercomputer der Welt, eine Einrichtung, die von der National Science Foundation unterstützt und vom Texas Advanced Computing Center betrieben wird.

Die resultierende Simulation zeigt, dass eine Gasmasse – das Zehn- bis Millionenfache der Masse der Sonne – in der Galaxie schwebt. Während sich die Gaswolke entwickelt, bildet sie Strukturen, die kollabieren und in Stücke zerbrechen, die schließlich einzelne Sterne bilden. Sobald sich die Sterne gebildet haben, stoßen sie Gasstrahlen von beiden Polen nach außen und durchdringen die umgebende Wolke. Der Prozess endet, wenn kein Gas mehr vorhanden ist, um Sterne zu bilden.

Gießen von Kerosin auf die Modellierung

STARFORGE hat dem Team bereits geholfen, einen entscheidenden neuen Einblick in die Sternentstehung zu gewinnen. Als die Forscher die Simulation ohne Berücksichtigung von Jets durchführten, waren die Sterne viel zu groß – das Zehnfache der Sonnenmasse. Nachdem der Simulation Jets hinzugefügt wurden, wurden die Massen der Sterne viel realistischer – weniger als die Hälfte der Sonnenmasse.

„Jets unterbrechen den Gaszufluss zum Stern“, sagte Grudić. „Sie blasen im Wesentlichen Gas weg, das im Stern gelandet wäre und seine Masse erhöht hätte. Die Leute haben vermutet, dass dies passieren könnte, aber durch die Simulation des gesamten Systems haben wir ein solides Verständnis dafür, wie es funktioniert.“

Grudić und Faucher-Giguère verstehen nicht nur mehr über Sterne, sondern glauben auch, dass STARFORGE uns helfen kann, mehr über das Universum und sogar über uns selbst zu erfahren.

„Das Verständnis der Galaxienentstehung hängt von Annahmen über die Sternentstehung ab“, sagte Grudić. „Wenn wir die Sternentstehung verstehen, dann können wir auch die Galaxienentstehung verstehen. Und wenn wir die Entstehung von Galaxien verstehen, können wir mehr darüber verstehen, woraus das Universum besteht. Zu verstehen, woher wir kommen und wie wir uns im Universum befinden, hängt letztendlich davon ab, die Ursprünge der Sterne zu verstehen.“

„Die Kenntnis der Masse eines Sterns sagt uns seine Helligkeit und auch, welche Arten von Kernreaktionen in ihm ablaufen“, sagte Faucher-Giguère. „Damit können wir mehr über die Elemente erfahren, die in Sternen synthetisiert werden, wie Kohlenstoff und Sauerstoff – Elemente, aus denen auch wir bestehen.“

Multimedia-Downloads

Ausgewähltes Bild:Schnappschuss aus der ersten vollständigen STARFORGE-Simulation. Mit dem Spitznamen “Amboss der Schöpfung”, eine riesige Molekülwolke mit individueller Sternentstehung und umfassendem Feedback, einschließlich protostellarer Jets, Strahlung, stellarer Winde und Kernkollaps-Supernovae. © Northwestern University/UT Austin


Simulation der Verschmelzung von binären Schwarzen Löchern GW150914.

Einstein-Toolkit

Wir entwickeln und unterstützen Open-Community-Software für relativistische Astrophysik, die neue Petascale-Computer und fortschrittliche Cyberinfrastruktur nutzt. Das Toolkit kombiniert einen Kernsatz von Komponenten, die zur Simulation astrophysikalischer Objekte wie Schwarze Löcher, kompakte Objekte und kollabierende Sterne erforderlich sind, sowie eine vollständige Suite von Analysewerkzeugen.

Tiefes Lernen

Beispiele für Störungen, die durch unsere Deep-Learning-Methode klassifiziert wurden. Dies ermöglicht eine bessere Charakterisierung der Algorithmen von Gravitationswellendetektoren. (Von George, Shen und Huerta 2017)

Deep Learning, also maschinelles Lernen, basierend auf tiefen künstlichen neuronalen Netzen, ist heute eines der am schnellsten wachsenden Forschungsfelder der Künstlichen Intelligenz (KI). Wir wenden Deep Learning mit künstlichen neuronalen Netzen in Kombination mit HPC-Simulationen der numerischen Relativitätstheorie in einer Vielzahl von Multimessenger-Astrophysik-Anwendungen an. Unser derzeitiger Fokus liegt auf der Signalverarbeitung für Gravitationswellendetektoren (LIGO, VIRGO, NANOGrav), der Analyse von Daten von Teleskopen (DES, LSST) und der Modellierung von Wellenformen von Gravitationswellenquellen mit Algorithmen, die aus numerischen Relativitätssimulationen lernen. Dies ermöglicht die Echtzeitdetektion und Parameterschätzung von Gravitationswellensignalen in LIGO, die Entrauschung von LIGO-Daten, die mit nicht-Gauß-Rauschen verunreinigt sind, und die Klassifizierung und unüberwachte Clusterung von Störungen (Anomalien) in den LIGO-Detektoren. Wir entwickeln jetzt auch schnelle automatisierte transiente Suchalgorithmen basierend auf Deep Learning unter Verwendung von Rohbilddaten von Teleskopen (z. B. DES und LSST), um elektromagnetische Gegenstücke zu Gravitationswellenereignissen schnell zu klassifizieren.

Adaptive Netzverfeinerung

Beispiel einer AMR-Simulation eines Common Envelope Binary Systems von Ricker und Taam 2012, ApJ, 746, 74

Wir beteiligen uns an der Entwicklung und Anwendung von adaptiven Netzverfeinerungstechniken (AMR) für astrophysikalische Hydrodynamiksimulationen in den Codes FLASH und Nyx. FLASH ist ein weit verbreitetes, frei verfügbares Paket, das für Simulationen verwendet wird, die von Kernkollaps-Supernovae und hochenergetischen Laserexperimenten bis hin zur Entwicklung von Galaxienhaufen und großräumiger Struktur reichen. Nyx ist ein öffentlich verfügbarer kosmologischer Simulationscode, der ursprünglich für Simulationen des Lyman-Alpha-Walds entwickelt wurde. Unsere aktuellen Entwicklungsbemühungen konzentrieren sich auf neue Physik-Solver für diese Codes und neue Modellierungstechniken mit Unterauflösung, um physikalische Effekte aufgrund unaufgelöster Skalen besser zu berücksichtigen.


Forschungsnotizen

Forschungsnotizen der AAS ist eine nicht begutachtete, indizierte und sichere Aufzeichnung von laufenden Arbeiten, Kommentaren und Klarstellungen, Nullergebnissen oder zeitnahen Berichten über Beobachtungen in der Astronomie und Astrophysik. Research Notes werden moderiert, aber nicht bearbeitet, sodass sie innerhalb weniger Tage nach Annahme schnell online veröffentlicht werden können. Die Kurzartikel veröffentlicht in RNAAS sind in ADS durchsuchbar und vollständig zitierbar und werden auf Dauer archiviert.


Die Arche

Das Astronomy Research Center (ARC) der University of Victoria vereint weltbekannte Forscher in Astrophysik, Ingenieurwesen, Berechnung und Instrumentierung, die in oder in der Nähe von Victoria, BC, arbeiten.

UVic-Wissenschaftler und -Ingenieure arbeiten eng mit Kollegen am nahegelegenen NRC Herzberg Institut in Saanich, dem NRC DRAO in Penticton und am TRIUMF in Vancouver zusammen, um eine der größten Konzentrationen astronomischer Talente in Kanada zu bilden.

Unsere Mission ist es, die aufregende astronomische Forschung, die an/mit UVic betrieben wird, zu kommunizieren, neue Kooperationen und Synergien zu ermöglichen, qualitativ hochwertige Bachelor-, Master- und Postdoc-Ausbildungen zu unterstützen und das öffentliche Engagement in der Wissenschaft zu fördern.

Wir empfehlen Ihnen, die Seiten des Office of Indigenous Academic & Community Engagement von UVic und die Indigenous Acumen-Seite von ARC zu erkunden und zu lernen.

ARC Director's Corner

Willkommen im UVic Astronomy Research Center!   Wir wurden 2015 als Kommunikationsplattform gegründet, um das Bewusstsein und die Möglichkeiten in der astronomischen Forschung am UVic zu erhöhen.   Unsere Mitglieder der UVic-Fakultäten für Natur- und Ingenieurwissenschaften arbeiten mit Forschern des nahegelegenen NRC’s Herzberg Astronomy & Astrophysics Research Center in Saanich, BC, des NRC’s Dominion Radio Astronomy Observatory in Penticton, BC, des TRIUMF-Labors in Vancouver, BC, und mit Industriepartnern in ganz Kanada.

Zu den Mitgliedern des ARC gehören Studenten, Postdocs, Mitarbeiter, Dozenten, Hilfskräfte und Mitarbeiter, die an einer Vielzahl von astronomischen Forschungen beteiligt sind, einschließlich boden- und weltraumgestützter Instrumente.   Unsere gesamte Arbeit erfordert Forschungsunterstützung durch lokale und nationale Computerserver, schnellen Zugang zu Cloud-Computing und High Performance Computing für intensive Simulationen.   Dies sind oberste Prioritäten für die ARC, sowohl um unseren Mitgliedern zu dienen als auch um die Forschungsergebnisse dieses Exzellenzclusters in ganz Kanada und mit der breiteren Gemeinschaft zu teilen.

ARC veranstaltet oder unterstützt lokale Workshops zum Thema Astronomie und hilft bei der Koordinierung wichtiger Finanzierungsanträge und anderer Forschungsinitiativen.   Derzeit veranstaltet ARC ein NSERC-CREATE-Schulungsprogramm zu neuen Technologien für kanadische Observatorien und ist am Bau des CFI-finanzierten GIRMOS-Instruments am NRC-Herzberg für das Gemini-South-Observatorium beteiligt.   Darüber hinaus sind mehrere Mitglieder von ARC an einem großen CFI-Vorschlag für die letzte Entwurfsphase eines neuen 11-Meter-spektroskopischen Durchmusterungsteleskops, dem Maunakea Spectroscopic Explorer, beteiligt.    

Schließlich unterstützt das ARC UVic-Aktivitäten wie die offenen Häuser der Sternwarte und Gruppenführungen sowie von Studenten geleitete Initiativen wie die Astrofotografie-Gruppe.   In jüngerer Zeit hat ARC Anstrengungen unternommen, um indigene Studenten, indigenes Wissen und verschiedene Perspektiven in der Astronomie stärker einzubeziehen.   Dies ist eine Säule des UVic-Strategieplans, und wir hoffen, all jenen, die neugierig auf den Himmel sind, einen einladenderen Raum zu bieten.

Wir empfehlen Ihnen, diese Webseiten zu durchsuchen und die spannenden Forschungsergebnisse, Forschungsmöglichkeiten und anderen Aktivitäten zu erkunden, die vom ARC unterstützt werden.

Programm-Management-Team

Das Programmmanagementteam hilft bei der Identifizierung und Priorisierung der Ziele des ARC und überwacht die strategische Planung, um diese Ziele zu erreichen.   Dieses Team besteht aus Mitgliedern aller wichtigen Partner des ARC.  


Astronomie und Astrophysik

Nur wenige Dinge im Universum üben eine einzigartige Faszination aus wie der Weltraum, die Sterne und die Erschaffung der Elemente. Die Menschen haben lange zum Himmel geblickt, auf der Suche nach Bedeutung und Ordnung im Universum um sie herum. Die Astronomie ist eine der ältesten Wissenschaften. Es ist das Studium und die Beobachtung von Himmelsobjekten und -phänomenen wie Sternen, Planeten und der Milchstraße, die außerhalb unserer Erdatmosphäre liegen.

Astrophysik beschäftigt sich nicht nur mit der Beobachtung unserer Galaxie, sondern auch mit der Entstehung und Entwicklung des Universums (Kosmologie). Astrophysiker wenden die physikalischen Gesetze mikrophysikalischer Prozesse an, um astronomische Ereignisse zu erklären. Diese Gesetze bestimmen den Lebenszyklus von Sternen, Planeten und Galaxien im Universum und wie sich das Universum im Laufe der Zeit verändert hat.

Assoziierte Schulen, Institute und Zentren

Einschlag

Unsere astronomische Forschung konzentriert sich auf die numerische Simulation von Doppelsternverschmelzungen, Supernova-Explosionen und Nukleosynthese. Sterne sind die Bausteine ​​der Galaxie. Diese leuchtenden Lichtkugeln halfen Entdeckern, die Meere zu navigieren und helfen heute modernen Wissenschaftlern, das Universum zu verstehen. Wenn ein sterbender Stern explodiert, schleudert er seine Masse und seine schweren Elemente in den umgebenden Raum. Alles auf der Erde, einschließlich des Lebens, besteht aus den chemischen Elementen, die in Sternen und Supernova-Explosionen produziert werden, was die astrophysikalische Forschung so wichtig macht.

Wir führen theoretische und beobachtende Forschung mit Big-Data-Methoden durch, um Folgendes zu verstehen:


Richtlinien

AAS Journals haben eine Richtlinie verabschiedet, die die Bedeutung von Software für die astronomische Gemeinschaft und die Notwendigkeit einer klaren Kommunikation über solche Software widerspiegelt, die sicherstellt, dass ihren Autoren angemessen Anerkennung geschenkt wird. Die Richtlinie bietet klare Richtlinien für das Zitieren von Software in allen Artikeln und unterstützt die Veröffentlichung beschreibender Artikel über Software, die für die Forschung in der Astronomie und Astrophysik relevant sind.

Professionelle und ethische Standards für die AAS-Zeitschriften

Als implizite Bedingungen für die Veröffentlichung in Das Astrophysikalische Journal und Das astronomische Journal, Von Autoren wird erwartet, dass sie sich an grundlegende Standards der Berufsethik und des Verhaltens halten, die in allen Bereichen des wissenschaftlichen Publizierens üblich sind.

Die Richtlinien und Richtlinien des Planetary Science Journal

Zur Veröffentlichung eingereichte Manuskripte in Das Planetary Science Journal sind grundsätzlich gleich zu erstellen und müssen die gleichen Kriterien erfüllen wie alle Artikel, die in den Zeitschriften des AAS veröffentlicht werden. Die folgenden spezifischen Richtlinien und Richtlinien regeln die Einreichung und Überprüfung von PSJ-Manuskripten.

Die Anforderungen an die Astrophysical Journal Letters

Zur Veröffentlichung eingereichte Manuskripte in Die Briefe des Astrophysikalischen Journals sind grundsätzlich gleich zu erstellen und müssen die gleichen Kriterien erfüllen wie alle Artikel, die in den Zeitschriften des AAS veröffentlicht werden. In einem Brief sollten jedoch Ergebnisse von erheblich größerer Bedeutung und potenzieller Auswirkung berichtet werden, als sie normalerweise in anderen AAS-Zeitschriften veröffentlicht werden. Die Ergebnisse dürften einen erheblichen unmittelbaren Einfluss auf eine Reihe anderer Forscher haben und von breitem aktuellem Interesse in der Astronomie sein.

Richtlinien zur Erstellung von Forschungsnotizen

Einsendungen an RNAAS sollten kurze Mitteilungen sein – 1.500 Wörter oder weniger, mit nicht mehr als einer einzigen Abbildung oder Tabelle (aber nicht beides) – und in einem Stil verfasst sein, der dem eines traditionellen Zeitschriftenartikels ähnelt, einschließlich gegebenenfalls Referenzen.

Redaktionelle Nachrichten

PSJ-Wissenschaftsredakteure

Brian Jackson, Edgard G. Rivera-Valentin und Maria Womack schließen sich Faith Vilas als PSJ-Wissenschaftsredakteure an. Lesen Sie hier mehr.

Forschungsnotizen der AAS

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