Астрофизики создали сверхбыстрый GPU-метод для моделирования галактик
Научное сообщество получило новый мощный инструмент для изучения галактик. Учёные представили открытый фреймворк SchwarMAX, который реализует метод орбитальной суперпозиции Шварцшильда на графических процессорах. Это позволяет строить динамические модели галактик на порядки быстрее, чем ранее.
Метод Шварцшильда широко используется в астрофизике для определения распределения массы в галактиках по данным наблюдений лучевых скоростей и фотометрии. Однако его вычислительная сложность долгое время ограничивала применение: построение одной модели могло занимать часы или даже дни.
SchwarMAX решает эту проблему за счёт полной реализации на GPU. Авторы отмечают, что на ускорителе A100 вся конструкция модели занимает около секунды. Это открывает возможность исследовать многомерное пространство параметров, включая распределение как обычной, так и тёмной материи.
Работоспособность фреймворка проверена на симулированных интегрально-полевых спектроскопических данных, сгенерированных по N-тельной модели галактики с баром. С помощью метода Монте-Карло по марковским цепям авторы исследовали 12-мерное пространство параметров диска, бара и гало. Плотностные профили и скорость вращения бара были восстановлены с хорошей точностью.
Разработчики подчёркивают, что SchwarMAX применим для галактик с баром при различных углах наклона и легко адаптируется для других звёздных систем, включая эллиптические и карликовые галактики. Код опубликован в открытом доступе.
Новый инструмент обещает ускорить обработку данных современных телескопов и приблизить разгадку природы тёмной материи во Вселенной.
