Распределенные вычисления

[Programma.Boinc]

Новые приложения OpenCL для графических процессоров AMD в проекте Asteroids@home!

https://asteroidsathome.net/boinc/forum_thread.php?id=967

Всем привет,

Мы с гордостью представляем наши новые приложения OpenCL для графических процессоров AMD!

Процесс разработки занял некоторое время, но нам наконец удалось его построить. Нам еще предстоит доработать много недоработок, но благодаря вам, ребята, и вашим отзывам мы продолжим улучшать код.

Для приложения Linux требуется 64-битная ОС с GLIBC v2.31 или выше, и оно будет работать на большинстве графических карт AMD Radeon и некоторых интегрированных графических процессорах AMD с поддержкой OpenCL 1.1 или выше.

Для приложения Windows требуется 64-битная версия Windows 10 или 11, и оно будет работать на большинстве карт AMD Radeon и некоторых интегрированных графических процессорах AMD с поддержкой OpenCL 1.2 или выше.

Приятного счета и спасибо за вашу поддержку! Команда Asteroids@home.

[Programma.Boinc]

Проект Asteroids@home

(кликните для показа/скрытия)

Asteroids@home — это добровольный проект распределенных вычислений, разработанный в Астрономическом институте Карлова университета в Праге в сотрудничестве с Радимом Ванчо из Чешской национальной команды. Инженер проекта — Йозеф Дюрех.

Он работает на программной платформе Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (BOINC) и использует мощность компьютеров добровольцев для решения проблемы инверсии кривых блеска для многих астероидов.

Почему распределенные вычисления?

Учитывая огромное количество фотометрических данных, поступающих в результате крупных обзоров всего неба, а также от астрономов, инверсия кривой блеска становится трудоемким процессом.

В будущем мы можем ожидать еще больше данных от исследований, которые либо уже работают (PanSTARRS), либо строятся (Gaia, LSST). Более того, данные исследований часто скудны по времени, а это означает, что период вращения — основной физический параметр — не может быть легко оценен на основе данных.

В отличие от классических кривых блеска, где период «виден» в данных, при анализе разреженных данных необходимо плотно сканировать широкий интервал всех возможных периодов. Этот факт значительно увеличивает время вычислений, и единственным практическим способом эффективной фотометрии сотен тысяч астероидов является использование распределенных вычислений.

Более того, задача идеальна для распараллеливания — интервал периода можно разбить на более мелкие части, которые просматриваются отдельно, а затем результаты объединяются.

Зачем изучать астероиды?

Большое несоответствие между огромным количеством всех известных астероидов и небольшим числом астероидов с известными основными физическими параметрами (формой, вращением, периодом) является сильной мотивацией для дальнейших исследований.

Знание физических свойств значительной части населения астероидов необходимо для понимания происхождения и эволюции всей Солнечной системы. Тепловое излучение небольших астероидов может существенно изменить их орбиту (эффект Ярковского), что может иметь решающее значение для прогнозирования вероятности их столкновения с Землей.
Чтобы иметь возможность вычислить, как тепловое излучение влияет на орбиту, мы должны знать вращение (а также, в определенной степени, форму) объекта.

Научные цели

Целью проекта является определение формы и вращения значительной части популяции астероидов.
В качестве входных данных мы используем любую доступную фотометрию астероидов.
В результате получены модели выпуклой формы астероида с указанием направления оси вращения и периода вращения. Модели будут опубликованы в рецензируемых журналах, а затем обнародованы в базе данных DAMIT.

Основные сведения об астероидах

Астероиды — небольшие тела Солнечной системы. Большинство из них вращаются между Марсом и Юпитером в так называемом главном поясе. Однако некоторые из них имеют орбиты, приближающиеся к орбите Земли или даже пересекающие ее.
Их называют околоземными астероидами.

Астероиды можно описать как твердые тела неправильной формы без атмосферы и комы. Их размер колеблется от сотен километров для самых крупных и до метров для самых маленьких, когда-либо обнаруженных. На данный момент известно почти полмиллиона астероидов — мы знаем их орбиту в Солнечной системе (измеряя их положение в разное время) и их приблизительный размер (измеряя их яркость и зная расстояние).

Чтобы узнать больше об их физических свойствах, необходимо использовать другие методы наблюдения.
Один из них — фотометрия: мы измеряем изменения яркости, вызванные вращением. С помощью этой методики были получены периоды вращения нескольких тысяч астероидов.

Кривые блеска астероидов

Подобно планетам, астероиды светятся отраженным солнечным светом. Поскольку расстояние астероида до Солнца и Земли меняется по мере того, как астероид и Земля вращаются вокруг Солнца, яркость астероида также меняется со временем. Помимо этого легко предсказуемого изменения яркости, астероиды также демонстрируют изменения яркости, вызванные их неправильной формой и вращением.

Астероиды вращаются, сечение видимой и освещенной части их поверхности меняется со временем, а значит, меняется и их яркость. Это изменение яркости называется кривой блеска.
Измеряя кривые блеска, мы можем измерить периоды вращения астероидов. Форма кривой блеска зависит от взаимной геометрии Солнца, Земли и астероида (которая известна, поскольку мы знаем орбиту астероида в Солнечной системе), а также от ориентации и формы оси вращения астероида (что мы и делаем).

Инверсия кривой блеска

Если имеется достаточно кривых блеска различной геометрии, можно получить модель формы, направление оси вращения и период вращения астероида.

Например, почти сферический астероид будет постоянно ярким, тогда как вытянутый астероид будет демонстрировать большие изменения яркости, если смотреть с ребра, и небольшие изменения, если смотреть с полюса. Процесс реконструкции формы и спина по кривым блеска называется инверсией кривых блеска.

С математической точки зрения инверсия кривой блеска — хороший и интересный пример обратной задачи. Можно показать, что на основе кривых блеска можно получить уникальную модель астероида выпуклой формы. С астрономической точки зрения метод инверсии кривых блеска позволяет выявить основные физические характеристики отдельных астероидов, инвертируя их кривые блеска. На данный момент таким образом были получены модели более чем 200 астероидов. Они хранятся в базе данных моделей астероидов по методам инверсии (DAMIT).

Научные результаты
https://asteroidsathome.net/scientific_results.html

Последнее обновление: 07.05.2015. Отчет о проделанной работе (сентябрь 2015 г.) № 01 Asteroids@home — проект распределенных вычислений BOINC для реконструкции формы астероидов (2015 г.) Модели астероидов из фотометрической базы данных Лоуэлла (2016 г.) Модели астероидов, реконструированные на основе фотометрической базы данных Лоуэлла и данных WISE (2018 г.) Полученные на данный момент модели астероидов:
Здесь λ и β — эклиптическая долгота и широта направления оси вращения, а P — период вращения. Обычно для одного астероида существует два возможных направления полюсов и соответствующие модели формы - инверсия кривой блеска не может решить эту двусмысленность для астероидов, вращающихся вокруг плоскости эклиптики. На каждом рисунке показана соответствующая модель формы со стороны экватора (первые два вида, разнесенные на 90 градусов) и с полюса (третий вид). В столбце «Рассчитано» перечислены все пользователи, предоставившие действительные результаты, содержащие решение, указанное в таблице. Публикации Этот плакат с описанием проекта был представлен на 44-м ежегодном собрании Отдела планетарных наук Американского астрономического общества (http://www.psi.edu/dps12/).

Хотите принять участие в распределенных вычислениях, тогда, Вам сюда:
https://boinc.berkeley.edu/wiki/Simple_view
https://boinc.berkeley.edu/download_all.php
https://boinc.ru
Ссылка на git-хаб, где лежат исходники программы-клиента BOINC.
https://github.com/BOINC/boinc

[Programma.Boinc]

Обновление исследования от команды MCM
(сентябрь 2023 г.)

(кликните для показа/скрытия)

Обновление исследования от команды MCM
(сентябрь 2023 г.)

 Анализ команды MCM показал, что результаты рака яичников были неоднородными. С 25 сентября мы начнем проводить дополнительные отделения по работе с яичниками.

Проект: Картирование маркеров рака

Опубликовано: 22 сентября 2023 г.
https://www.worldcommunitygrid.org/research/mcm1/overview.do

Терминология

Сигнатура гена: набор генов, которые, как показано, играют определенную роль в заболевании, называется сигнатурой гена. Когда такая сигнатура может предсказать наличие заболевания, ее называют диагностической генной сигнатурой. Когда сигнатура связана с выживанием, ее называют прогностической сигнатурой. Коэффициент корреляции Мэтьюза: статистический метод, используемый для оценки эффективности прогнозной модели. Он измеряет разницу между фактическими значениями и прогнозируемыми.

Зонды: короткие последовательности ДНК, нацеленные на небольшую область транскрипта (гена). Чтобы сделать их более специфичными, зонды организованы в наборы зондов, которые используются для обнаружения и количественной оценки присутствия последовательностей генов посредством гибридизации из-за комплементарности между зондом и мишенью.

Фон

Проект Mapping Cancer Marker направлен на выявление биомаркеров, связанных с различными видами рака.
https://www.worldcommunitygrid.org/about_us/article.s?articleId=782

Анализируя миллионы точек данных из наборов данных о тканях пациентов, мы можем выявить закономерности, которые могут обеспечить раннее выявление, выявление с высоким риском и настройку планов лечения для пациентов.

В нашем мартовском обновлении мы описали наше исследование биомаркеров рака легких, проведенное путем тестирования нескольких сигнатур в наборе данных тканей, принадлежащих пациентам, у которых в анамнезе был рак легких, чтобы найти любые группы зондов, которые могут указывать на рак легких у пациента на ранней стадии. Поскольку работа над признаками рака легких продолжается, мы начали интерпретировать данные о раке яичников, которыми делимся в этом обновлении.

Анализ рака яичников

Подобно нашему подходу к раку легких, для исследования биомаркеров рака яичников мы использовали коллекцию нескольких наборов данных, в общей сложности 711 образцов. Из образцов 410 имели короткую выживаемость менее 3 лет, а 301 имели длительную выживаемость более 4 лет. Наш анализ был сосредоточен на дифференциации пациентов с длительной выживаемостью от пациентов с короткой выживаемостью.

Благодаря помощи волонтеров WCG нам удалось протестировать более 160 миллиардов (1,626353x1011) сигнатур-кандидатов на рак яичников в нескольких размерах. Затем мы рассмотрели подписи с коэффициентом корреляции Мэтьюза в процентиле 99,999 среди всех подписей того же размера.

На рисунке 1 показано распределение биомаркеров в сигнатурах. Под счетчиком понимается количество раз, когда зонд присутствует в верхних сигнатурах своего размера.

Рисунок 1. Частота каждого подсчета (т. е. количество раз присутствия зонда) на размер сигнатуры для данных о раке яичников.

Результаты рака легких, показанные на рисунке 2, соответствуют нормальному распределению биомаркеров по сигнатурам, тогда как результаты рака яичников (рисунок 1) не являются нормальными. Из-за такой неоднородности результатов по раку яичников мы решили провести дополнительные исследования по раку яичников. Эти рабочие блоки будут отправлены начиная с понедельника, 25 сентября, и пока они выполняются, рабочие блоки саркомы будут приостановлены.

Рисунок 2. Частота каждого подсчета (т. е. количество случаев присутствия зонда) на размер сигнатуры для данных о раке легких. Спасибо за вашу постоянную поддержку. Если у вас есть какие-либо вопросы или комментарии, пожалуйста, оставьте их в этой теме, чтобы мы могли ответить.

https://www.worldcommunitygrid.org/forums/wcg/viewthread_thread,45747
https://www.cs.toronto.edu/~juris/jlab/mcm.html
Хотите принять участие в распределенных вычислениях, тогда, Вам сюда:
https://boinc.berkeley.edu/wiki/Simple_view
https://boinc.berkeley.edu/download_all.php
https://boinc.ru
Ссылка на git-хаб, где лежат исходники программы-клиента BOINC.
https://github.com/BOINC/boinc

[Programma.Boinc]

«Есть кто-нибудь здесь?»

Астрономы ждут ответа от Альтаира

Автор: КАЗУКИ ЭНДО/штатный автор

https://www.asahi.com/ajw/articles/photo/47013614

НАГАНО – Астрономы с нетерпением ждут первого контакта разумной жизни с посланием, переданным в космос 40 лет назад.
Они надеются, что ответ с Альтаира, находящегося в 16,7 световых годах от Земли, вполне может прийти уже сейчас, учитывая относительную близость звездной системы и прошедшее время.

Символично, что наблюдатели за звездами решили, что 22 августа, когда 7 июля звездный фестиваль Танабата с участием небесных «любовников» Альтаира и Веги выпадает на лунный календарь, самое подходящее время для ожидания сообщения «оттуда». ».

Команда под руководством Синья Нарусавы из Университета Хёго развернёт антенну диаметром 64 метра в Саку, префектура Нагано, в надежде наблюдать радиосигналы в ответ на сообщение, отправленное в 1983 году.
Послание, состоящее из 13 рисунков, изображающих историю жизни на Земле, внешний вид людей и другую информацию, было создано астрономами Масаки Моримото и Хисаси Хирабаяси.

По словам Нарусавы, радиосигналы, изображающие эти рисунки, были переданы из Соединенных Штатов 15 августа 1983 года в рамках проекта космической тематики, посвященного 15-летию еженедельной антологии комиксов Shonen Jump.
Моримото, японский пионер в области, известной как поиск внеземного разума (SETI), работал в Токийской астрономической обсерватории Токийского университета, которая сейчас является частью Национальной астрономической обсерватории Японии.
Сейчас он умер.

Хирабаяси — почетный профессор Японского агентства аэрокосмических исследований. 58-летний Нарусава сказал, что где-то во Вселенной должна существовать разумная жизнь за пределами Земли.

«С 1990-х годов было обнаружено большое количество экзопланет», — сказал Нарусава, который также является исследователем SETI.

«У Альтаира может быть планета, окружающая среда которой может поддерживать жизнь».
Его команда будет тренировать антенну в Центре глубокого космоса Усуда JAXA в течение одного часа с 22:00. 22 августа.
В Танабате японцы молятся о том, чтобы пастух и ткач, любовники, разделенные в мифологии Млечным Путем, могли встретиться хотя бы раз в году, 7 июля.

Пастух представлен Альтаиром в созвездии Орла, а ткач отождествляется с Вега в созвездии Лиры.
В этом году Танабата выпадает на 22 августа по лунному календарю. В 1983 году, когда вопрос «Привет, есть кто-нибудь?» Послание было передано на небеса, оно вернется 15 августа.

Хотите принять участие в распределенных вычислениях, тогда, Вам сюда:
https://boinc.berkeley.edu/wiki/Simple_view
https://boinc.berkeley.edu/download_all.php
https://boinc.ru
Ссылка на git-хаб, где лежат исходники программы-клиента BOINC.
https://github.com/BOINC/boinc

[Yura12]

Обращение к любителям астрономии, кто хочет поучаствовать в "невычислительном" проекте гражданской науки. Запущен новый проект Zooniverse под названием «Искатели пульсаров», чтобы помочь классифицировать кандидатов в радиопульсары, вот ссылка на проект: https://www.zooniverse.org/projects/rsengar/pulsar-seekers
С 2009 года участники проекта распределённых вычислений Einstein@Home пожертвовали компьютерное время для анализа данных, полученных в ходе обзора пульсаров телескопа PALFA телескопа Аресибо. Наша научная группа проанализировала результаты и определила большое количество перспективных кандидатов в пульсары. Количество кандидатов слишком велико для того, чтобы один человек осмотрел получившиеся диагностические участки, но тысячи добровольцев, работающих вместе, могут сделать это быстро. На Zooniverse вы найдете простое руководство, которое научит вас отличать настоящие пульсары от шума. Если вы хотите присоединиться к коллективным усилиям и помочь открыть новые пульсары, пожалуйста, присоединяйтесь к проекту Zooniverse «Pulsar Seekers», ссылка на который приведена выше.

==========================

И ещё 1 новость для участников астрономических проектов распределённых вычислений. У проекта Gaia@home спустя почти годового простоя, сегодня, 11 ноября выпущено в работу новое приложение 1015_Gaia@home
http://gaiaathome.eu/gaiaathome/apps.php
Скоро будут и сами задания. Присоединяйтесь!

[Programma.Boinc]

BOINC Census 2023

Welcome to the BOINC Census for 2023!

Добро пожаловать на перепись BOINC 2023 года!

Это проект, поддерживаемый Инициативой Science Commons (The SCI), направленный на улучшение текущего развития, пользовательского опыта, маркетинга и роста BOINC и его использования во всем мире.

Целью этого опроса является сбор общей анонимной информации о вас и о том, как вы используете BOINC. Мы не собираем адреса электронной почты или контактную информацию, а собираем только очень широкую демографическую информацию в этом опросе.

Результаты опроса будут опубликованы для всеобщего обозрения после завершения переписи. Все результаты будут анонимными.

Посмотреть результаты прошлого года можно здесь.

Мы рекомендуем вам поделиться этим опросом со всеми, кого вы знаете, кто использует BOINC, и отправить только один ответ в эту форму.

Если вы хотите получить уведомление, когда будет доступна следующая перепись, нажмите здесь.

https://forms.fillout.com/t/n33grsgkeRus
https://thesciencecommons.org/
https://mastodon.social/@the_sci
https://thesciencecommons.substack.com/

Спасибо за поддержку BOINC!

[Programma.Boinc]

Обновление исследования биомаркеров рака легких от команды MCM (ноябрь 2023 г.)

(кликните для показа/скрытия)

Обновление исследования биомаркеров рака легких от команды MCM (ноябрь 2023 г.)

Мы продолжаем работу по характеристике биомаркеров рака легких, выявленных в рамках проекта MCM1. В этом обновлении основное внимание уделяется гену IL13RA1, связанному с выживаемостью при раке легких и дифференциально экспрессируемому при нескольких типах рака по сравнению с нормальными тканями.
https://www.worldcommunitygrid.org/research/mcm1/overview.do
Проект: Картирование маркеров рака

Опубликовано: 27 ноября 2023 г.

Фон

Распознавание закономерностей у онкологических больных может быть полезным, поскольку позволяет нам выявлять признаки рака у других пациентов или персонализировать лечение различных пациентов в соответствии с их генетическим профилем.
Проект Mapping Cancer Markers анализирует базы данных с миллионами точек данных, собранных у пациентов с раком и саркомой, чтобы найти такие диагностические, прогностические и прогностические признаки.

С ноября 2013 года волонтеры World Community Grid пожертвовали на проект более 867 200 лет процессорного времени, помогая анализировать данные исследований о различных типах рака значительно быстрее и более тщательно, чем это было бы возможно в противном случае. Мы безмерно благодарны волонтерам, которые продолжают делать пожертвования на этот проект.

Мы продолжаем работу над общими биомаркерами рака легких. VAMP1, FARP1, GSDMB и ADH6 обсуждались в наших обновлениях за март, апрель, июль и сентябрь. Здесь мы излагаем информацию о IL13RA1.

Исследования IL13RA1
https://www.uniprot.org/uniprotkb/P78552/entry#function

IL13RA1, часть семейства рецепторов интерлейкина, кодирует субъединицу альфа-1 рецептора интерлейкина-13, которая вместе с IL4RA образует функциональный рецептор интерлейкина-13 (IL13) (Uniprot). Интерлейкины представляют собой тип цитокинов, которые экспрессируются различными клетками организма и играют важную роль в активации и дифференцировке иммунных клеток, а также в пролиферации, созревании, миграции и адгезии. Следовательно, будучи субъединицей рецептора IL13, IL13RA1 позволяет IL13 оказывать эти эффекты.

Учитывая его участие в иммунной функции, неудивительно, что была выявлена возможная связь между IL13RA1 и несколькими заболеваниями, включая ишемическую болезнь сердца[1], болезнь Паркинсона[2], язвенный колит[3], астму и другие аллергические заболевания[ 4,5,6]. IL13RA1 также был идентифицирован как синаптический белок, который участвует в пластичности и нейропротекции после травмы [7].

Как и другие представленные нами гены, мы исследовали роль IL13RA1 при раке легких и обнаружили, что он играет защитную роль, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1. Кривые выживаемости пациентов с высокой и низкой экспрессией IL13RA1 (KMplotter).
https://kmplot.com/analysis/

Мы также исследовали, распространяется ли это открытие на другие виды рака. Как показано на рисунке 2, аналогичные тенденции в экспрессии IL13RA1 наблюдаются при большинстве протестированных видов рака. В соответствии с этим наблюдением в литературе были документированы ассоциации между экспрессией IL13RA1 и раком поджелудочной железы[8], раком щитовидной железы[9], раком мочевого пузыря[10], раком молочной железы[11] и раком головного мозга[12].
Рисунок 2. Экспрессия IL13RA1 в нормальной и раковой ткани при нескольких типах рака. Красный текст представляет значительную разницу между экспрессией в раковой ткани по сравнению с нормальной тканью (TNMplot).

Если у вас есть какие-либо комментарии или вопросы, пожалуйста, оставьте их в этой теме, чтобы мы могли ответить. Спасибо за вашу постоянную поддержку.

https://www.worldcommunitygrid.org/forums/wcg/viewthread_thread,45880

Рекомендации

Фэн X, Чжан Ю, Ду М, Ли С, Дин Дж, Ван Дж, Ван Ю, Лю П. Идентификация диагностических биомаркеров и терапевтических мишеней в периферическом иммунном ландшафте при ишемической болезни сердца. Джей Трансл Мед. 5 сентября 2022 г.; 20 (1): 399. дои: 10.1186/s12967-022-03614-1. PMID: 36064568; PMCID: PMC9444127.
Агирре К.А., Кончетта Морале М., Пэн К., Санчес-Алавес М., Синтрон-Колон Р., Фенг К., Фазелпур С., Махер П., Конти Б. Два однонуклеотидных полиморфизма в IL13 и IL13RA1 у лиц с идиопатической болезнью Паркинсона повышают восприимчивость клеток к окислительный стресс. Мозговой иммунитет. 2020 август;88:920-924. doi: 10.1016/j.bbi.2020.04.007. Epub, 7 апреля 2020 г. PMID: 32276028; PMCID: PMC9012133.
Гвигнер М., Мартинес-Нунес Р.Т., Уайток С.Р., Бонданезе В.П., Кларидж А., Коллинз Дж.Э., Каммингс Дж.Р.Ф., Санчес-Эльснер Т. МикроРНК-31 и микроРНК-155 сверхэкспрессируются при язвенном колите и регулируют передачу сигналов IL-13 путем нацеливания на интерлейкин 13 Рецептор α-1. Гены (Базель). 13 февраля 2018 г.;9(2):85. doi: 10.3390/genes9020085. PMID: 29438285; PMCID: PMC5852581.
Константинидис А.К., Бартон С.Дж., Сэйерс И., Ян И.А., Лордан Дж.Л., Рорк С., Клаф Дж.Б., Холгейт С.Т., Холлоуэй Дж.В. Исследования генетической ассоциации полиморфизмов гена субъединицы альфа1 рецептора интерлейкина-13 при астме и атопии. Eur Respir J. Июль 2007 г.;30(1):40-7. дои: 10.1183/09031936.00025706. Epub, 28 марта 2007 г. PMID: 17392323.
Фуруэ М., Улзи Д., Накахара Т., Цудзи Г., Фуруэ К., Хасимото-Хатия А., Кидо-Накахара М. Влияние IL-13Rα2 на атопическое воспаление кожи. Аллергол Инт. Июль 2020 г.;69(3):412-416. doi: 10.1016/j.alit.2020.01.005. Epub, 6 февраля 2020 г. PMID: 32037147.
Маккензи С.И., Варезе Н., Ауи П.М., Рейнвальд С., Уайнс Б.Д., Хогарт П.М., Тьен Ф., Хью М., Ролланд Дж.М., О'Хехир Р.Э., ван Зельм М.К. Секвенирование РНК одиночных аллерген-специфичных В-клеток памяти после иммунотерапии пыльцой трав: две уникальные судьбы клеток и CD29 как биомаркер эффекта лечения. Аллергия. Март 2023 г.;78(3):822-835. дои: 10.1111/all.15529. Epub, 1 октября 2022 г. PMID: 36153670.
Ли С, Олде Хеувел Ф, Рехман Р, Аусджи О, Фрелих А, Ли З, Джарк Р, Чжан В, Конквест А, Вулфле С, Шон М, О Меара CC, Рейнхардт РЛ, Фёрингер Д, Кассубек Дж, Людольф А, Хубер-Ланг М., Нёлль Б., Морганти-Коссманн М.К., Брокманн М.М., Бокерс Т., Розелли Ф. Интерлейкин-13 и его рецептор представляют собой синаптические белки, участвующие в пластичности и нейропротекции. Нац Коммун. 2023, 13 января;14(1):200. дои: 10.1038/s41467-023-35806-8. PMID: 36639371; PMCID: PMC9839781.
Ши Дж, Шен X, Кан Q, Ян X, Дензингер М, Корнманн М, Трауб Б. Потеря интерлейкина-13-рецептора-альфа-1 вызывает апоптоз и способствует ЕМТ при раке поджелудочной железы. Int J Mol Sci. 26 марта 2022 г.; 23 (7): 3659. doi: 10.3390/ijms23073659. PMID: 35409019; PMCID: PMC8998778.
Ван Б., Шен В., Ян Л., Ли X, Чжан Л., Чжао С., Цзинь X. Выявить потенциальный молекулярный механизм циркРНК, регулирующий мРНК, связанную с иммунитетом, через микроРНК губки в возникновении и иммунной регуляции папиллярного рака щитовидной железы. Энн Мед. 2023;55(2):2244515. дои: 10.1080/07853890.2023.2244515. PMID: 37603701; PMCID: PMC1044398.
Fang ZQ, Zang WD, Chen R, Ye BW, Wang XW, Yi SH, Chen W, He F, Ye G. Профиль экспрессии генов и пути обогащения на разных стадиях рака мочевого пузыря. Генет Мол Рез. 6 мая 2013 г.; 12 (2): 1479-89. doi: 10.4238/2013.Май.6.1. PMID: 23765955.
He M, Hu C, Deng J, Ji H, Tian W. Идентификация новой характеристики, связанной с гликолизом, для прогнозирования прогноза пациентов с раком молочной железы. World J Surg Oncol. 2 октября 2021 г.; 19 (1): 294. doi: 10.1186/s12957-021-02409-w. PMID: 34600547; PMCID: PMC8487479.
Морено Д.А., да Силва Л.С., Гомеш И., Леал Л.Ф., Берардинелли Г.Н., Гонсалвес ГМ, Перейра К.А., Сантана IVВ, Мацусита М.М., Бхат К., Лоулер С., Рейс Р.М. Иммунное профилирование рака раскрывает биомаркеры, иммунологические пути и оценку типов клеток, связанных с выживаемостью пациентов с глиобластомой. Тер Адв Мед Онкол. 21 декабря 2022 г.; 14: 17588359221127678. дои: 10.1177/17588359221127678. PMID: 36579028; PMCID: PMC9791289.

Хотите принять участие в распределенных вычислениях, тогда, Вам сюда:
https://boinc.berkeley.edu/wiki/Simple_view
https://boinc.berkeley.edu/download_all.php
https://boinc.ru
Ссылка на git-хаб, где лежат исходники программы-клиента BOINC.
https://github.com/BOINC/boinc

[Programma.Boinc]

Обновление исследования Детского Рака от команды SCC (октябрь 2023 г.)

(кликните для показа/скрытия)

Обновление исследования Детского Рака от команды SCC (октябрь 2023 г.)

Команда Smash Childhood Cancer (SCC) поделилась обновленной информацией, продолжая проверять результаты.

Проект: Победить детский рак

Опубликовано: 30 октября 2023 г.

Фон

Проект Smash Childdhood Cancer (SCC) направлен на поиск лучших лекарств, воздействующих на ключевые молекулы, вызывающие рак у детей. Добровольцы World Community Grid по всему миру вложили в этот проект более 57 тысяч процессоро-лет. Благодаря их помощи команде удалось разработать лекарства от нескольких типов рака, таких как нейробластома (рак нервных тканей), гепатобластома (рак печени), остеосаркома (рак кости) и, совсем недавно, саркома Юинга.

Новости исследований SCC

Доктор Шефали Чаухан из cc-TDI продолжает проверять три новых соединения из исследований по моделированию CREB1, которые обладают перекрестной специфичностью к FLI1, структурированной половине белка EWSR1::FLI1 при саркоме Юинга.
Никита Розанов из cc-TDI и доктор Тюдзи Хосино из Университета Тиба обрабатывают результаты по Брахиурии (хордома), FLI1 (саркома Юинга), KLF15 (миоэпителиальная карцинома) и MyoD1 (склерозирующая и веретеноклеточная рабдомиосаркома), которые доктор Чаухан и его коллеги затем подтвердит.

Доктор Чарльз Келлер недавно представил дополнительную работу над PAX3/7::FOXO1, которая в настоящее время финансируется НИЗ, в качестве предварительных данных для проекта Cancer Research UK - NCI Grand Challenge стоимостью 25 миллионов долларов в сотрудничестве с Nurix Therapeutics и сетью академических сотрудников.

Благодарим команду SCC за то, что поделились с нами этим обновлением. В настоящее время рабочие подразделения SCC не будут доступны, поскольку команда сосредоточена на проверках предыдущего запуска. Если у вас есть какие-либо вопросы или комментарии, пожалуйста, оставьте их в этой теме, чтобы мы могли ответить.
Команда WCG

Хотите принять участие в распределенных вычислениях, тогда, Вам сюда:
https://boinc.berkeley.edu/wiki/Simple_view
https://boinc.berkeley.edu/download_all.php
https://boinc.ru
Ссылка на git-хаб, где лежат исходники программы-клиента BOINC.
https://github.com/BOINC/boinc

[Programma.Boinc]

Мы с гордостью сообщаем о нашем новом наборе оптимизированных приложений, которые будут использовать механизмы с поддержкой набора инструкций AVX512 или, точнее, те, которые поддерживают инструкции AVX512dq!

Эти приложения созданы для поддержки ОС Linux и Windows с 64-битной архитектурой. Разработка этой версии стала возможной благодаря огромной помощи команды Ахорека!
https://asteroidsathome.net/boinc/show_user.php?userid=3496

К сожалению, оказывается, что клиентские приложения BOINC для Windows по-прежнему не сообщают серверу все параметры процессора правильно. Это из-за известной ошибки, и даже после множества обсуждений на каналах BOINC она все еще существует. Хорошей новостью является то, что благодаря команде Ахорека исправление уже было принято и добавлено в репозиторий BOINC, и исправление будет применено после выпуска версии клиента 7.26.0. А до этого момента, чтобы запустить приложение AVX512, вам может потребоваться переключиться на анонимную платформу.

Мы хотели бы напомнить вам, что хотя сервер Boinc способен найти наиболее эффективное приложение для каждой конкретной системы с учетом множества факторов, через некоторое время он начнет отправлять подходящее приложение для каждой конкретной системы. Это означает, что даже если ваш процессор поддерживает инструкции AVX512dq, он все равно может получать задачи FMA или AVX, и вам не о чем беспокоиться. В таком случае вы можете попробовать так называемую анонимную платформу, где ваш клиент будет явно запрашивать приложение AVX512.
https://asteroidsathome.net/boinc/forum_thread.php?id=988
Приятного счета и спасибо за вашу поддержку!
Команда Asteroids@home

[Programma.Boinc]

Установка программного обеспечения Boinc

Скачать для Windows
Чтобы внести свой вклад в World Community Grid, при иследовании Рака, Онкологии, Диабета и других болезней, установите программное приложение BOINC.
1. Найдите БОИНК
Найдите загруженный установщик BOINC. Местоположение будет зависеть от вашего браузера, а имя вашего установщика будет содержать разные символы в конце имени файла.
2. Установите
Дважды щелкните, чтобы запустить установщик, а затем следуйте появляющимся подсказкам.
3. Начните вносить свой вклад
Поздравляем, теперь вы подключены к World Community Grid и готовы внести свой вклад! Просто продолжайте использовать свое устройство, как обычно, и World Community Grid использует вашу свободную энергию для научных исследований.

Загрузить программное обеспечение для Windows.
https://www.worldcommunitygrid.org/download
https://boinc.berkeley.edu/wiki/Simple_view
https://boinc.berkeley.edu/download_all.php
https://boinc.ru

[Programma.Boinc]

Скажите а вот все эти советы "как привлечь посетителей на сайт", "15 способов привлечь посетителей на сайт", "создание потока клиентов на сайт". Работают вообще, или не стоит этим даже заморачиваться? В контексте распределенных вычислений так сказать?

[enero83]

В контексте последних двух лет вся эта программа теперь вызывает сомнения.
Стоит ли помогать институту Баркли из Калифорнии проводить исследования?
Я свои сервера выключил из программы 8 лет назад.

Резонный вопрос - а как нам, в России, помогают эти вычисления? С нашими учёными чем то делятся? Мы своё там что-то считаем?
Если нет, то получается помогаем просто так явному не партёру…

А способы нет, в этом контексте не помогают. Основа помощи и привлечения тут наличие ресурса и понимание зачем это надо..

[Programma.Boinc]

Дорогие друзья, мы получили результаты для различных целей SARS-CoV-2. Вычисления продолжаются, и мы хотим узнать ваше мнение о следующей цели. Проголосовать за одного из них можно до 5 февраля 2024 года.

Дальнейшие исследования основной протеазы SARS-CoV-2 (3CLpro)
Это важнейшая терапевтическая мишень против SARS-CoV-2. 3CLpro (цистеиновая протеаза; EC 3.4.22.69), в частности, имеет решающее значение для расщепления полипротеинов коронавируса с образованием зрелых неструктурных белков, которые сами по себе необходимы для механизмов репликации вируса. Нам все еще нужно гораздо больше исследований по этой цели в поисках новых, более мощных ингибиторов.

Гликопротеин вируса Эбола (GP).
Вирус Эбола является опасным патогеном для человека, и эта мишень может стать идеальным примером для исследования сценария разработки лекарств типа ИПП. Гликопротеин EBOV (GP) является единственным экспрессируемым вирусом белком на поверхности вириона и имеет решающее значение для прикрепления к клеткам-хозяевам и катализа слияния мембран.

Коронавирус синдрома острой диареи свиней (SADS-CoV PLpro).
Эта цель позволит нам изучить дизайн на нескольких связанных вирусных мишенях. Коронавирус синдрома острой диареи свиней (SADS-CoV), недавно появившийся кишечный коронавирус, считается связанным с синдромом острой диареи свиней (SADS), который нанес значительный экономический ущерб свиноводству. Патоген указывает на потенциал перехода к хозяину.

https://www.sidock.si/sidock/forum_thread.php?id=268#2178

Голосование: https://www.sidock.si/sidock/poll_vote.php?id=65b3a7251b64817062725491122

[Programma.Boinc]

Обновление исследования от команды OPN (февраль 2024 г.)

(кликните для показа/скрытия)

Обновление исследования от команды OPN (февраль 2024 г.)

Команда Open Pandemics выпустила новые рабочие модули, нацеленные на ДНК-полимеразу цитомегаловируса.

Проект: OpenPandemics - COVID-19                           Опубликовано: 14 февраля 2024 г.

https://www.worldcommunitygrid.org/research/opn1/overview.do
Терминология
- ДНК-полимераза: фермент, состоящий из нескольких субъединиц, который строит ДНК путем сборки нуклеотидов.
Фон
https://www.scripps.edu/

Ученые из Scripps Research проводят молекулярное моделирование, чтобы найти возможных кандидатов для разработки методов лечения вирусов, включая COVID-19. Это исследование требует огромных вычислительных мощностей для проведения миллионов смоделированных лабораторных экспериментов. Молекулы, идентифицированные как многообещающие кандидаты, затем проверяются в лабораториях сотрудниками команды OPN.

Обновление рабочего подразделения

Новые исследовательские подразделения нацелены на ДНК-полимеразу цитомегаловируса, распространенного вируса, который особенно вреден для беременных или людей с ослабленным иммунитетом. Цель состоит в том, чтобы идентифицировать малые молекулы, связывающиеся с одной из субъединиц полимеразы, предотвращая ее взаимодействие с другой субъединицей полимеразы и тем самым нарушая сборку функциональной полимеразы. Около 40 миллионов молекул энамина будут смоделированы для выявления кандидатов для исследования и оценки нашими сотрудниками.

Рисунок 1. Цитомегаловирусная инфекция пневмоцитов (автор изображения: доктор Йель Розен, США. Изображение доступно по лицензии Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic Licence)
https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/

Хотите принять участие в распределенных вычислениях, тогда, Вам сюда:
https://boinc.berkeley.edu/wiki/Simple_view
https://boinc.berkeley.edu/download_all.php
https://boinc.ru
Ссылка на git-хаб, где лежат исходники программы-клиента BOINC.
https://github.com/BOINC/boinc

[Programma.Boinc]

Конкурс вычислений Moonshoot

(кликните для показа/скрытия)

Конкурс вычислений Moonshoot

Мы рады объявить о конкурсе, поощряющем старшеклассников изучать науку о данных и распределенных вычислениях с использованием BOINC и World Community Grid.

Опубликовано: 22 февраля 2024 г.
Как мы отмечали в нашем информационном бюллетене за октябрь 2023 года, мы работаем над установлением более прочной связи со средними школами. Мы рады объявить о конкурсе, поощряющем старшеклассников изучать науку о данных и распределенных вычислений с использованием BOINC и World Community Grid.

Конкурс Computation Moonshoot призван помочь студентам внести свой вклад в реальные, полезные результаты для исследователей в захватывающей конкурентной атмосфере. Конкурс организован The Science Commons Initiative и пройдет с 25 марта по 7 мая 2024 года. Хотя основной конкурс открыт для всех средних школ США и их учащихся, мы надеемся, что это вызовет некоторый глобальный интерес.

Призы будут вручены школе, внесшей наиболее активный вклад, школе, вложившей больше всего времени на обработку, и школе с самым высоким соотношением активных участников к учащимся. Призы варьируются от научного оборудования до подарочных карт и студенческих стипендий.

Это соревнование — не первое соревнование по грид-вычислениям, проводимое на WCG.

В 2019 году Стокгольмская школа науки и инноваций в Швеции провела соревнование между 5 командами, вложившими более 25 лет ЦП и 45 945 результатов за один месяц в проекты MCM и MIP.

Еще один из наших партнеров по средней школе, средняя школа Сислера в Канаде, приняла участие в Compute for the Cure 2021, двухнедельном конкурсе пожертвований MCM, вернув 52 392 результата и заняв второе место в конкурсе. Они также провели свои собственные внутришкольные соревнования. Обе средние школы отметили, что соревнования предоставляют учащимся ценную возможность обучения и являются интересным способом мотивировать учащихся к использованию грид-вычислений. В эту растущую группу наших партнеров из средних школ входит средняя школа сообщества Бока-Ратон, которая создала клуб WCG и расширяет учебную программу по естественным наукам, изучая проекты WCG, программирование и высокопроизводительные вычисления.

Мы с нетерпением ждем конкурса Computation Moonshot и возможностей, которые он предоставит для обогащения обучения студентов. Регистрация на этот конкурс уже открыта. Для получения дополнительной информации о конкурсе и о том, как зарегистрироваться, посетите веб-сайт Computation Moonshoot. https://computationmoonshot.org/?page_id=16
https://www.worldcommunitygrid.org/about_us/article.s?articleId=793
https://www.worldcommunitygrid.org/about_us/article.s?articleId=787
https://www.worldcommunitygrid.org/about_us/article.s?articleId=601
http://thesciencecommons.org/
https://computationmoonshot.org/?page_id=16
https://www.worldcommunitygrid.org/images/prismic/WCG_Newsletter_Oct_2023.pdf

Хотите принять участие в распределенных вычислениях, тогда, Вам сюда:
https://boinc.berkeley.edu/wiki/Simple_view
https://boinc.berkeley.edu/download_all.php
https://boinc.ru
Ссылка на git-хаб, где лежат исходники программы-клиента BOINC.
https://github.com/BOINC/boinc

[Programma.Boinc]

Обновление исследования от команды MCM (март 2024 г.)

(кликните для показа/скрытия)

Обновление исследования от команды MCM (март 2024 г.)

Мы продолжаем характеризовать биомаркеры рака легких, выявленные в проекте MCM1. Это обновление посвящено HSD17B11, гену, связанному с выживаемостью при раке легких. HSD17B11 представляет собой ген, кодирующий белок, относительно повсеместно экспрессирующийся в органах и тканях. Это короткоцепочечная алкогольдегидрогеназа, которая метаболизирует вторичные спирты и кетоны.

Проект: Картирование маркеров рака                             Опубликовано: 14 марта 2024 г.

Терминология

- Стероидогенез: процесс, посредством которого холестерин превращается в различные стероидные гормоны.
- Идиопатическая необструктивная азооспермия: наиболее тяжелый тип мужского бесплодия, характеризующийся малым объемом яичек и очень низкой концентрацией сперматозоидов, причина которого не установлена.

Фон

Идентификация молекулярных маркеров и их комбинаций (сигнатур) позволяет нам выявлять заболевание на более ранней стадии (диагностические сигнатуры) и стратифицировать пациентов на подгруппы на основе закономерностей прогрессирования заболевания (прогностические сигнатуры), что потенциально может привести к определению того, какие пациенты могут получить пользу от различных вариантов лечения (прогностические сигнатуры). . Проект Mapping Cancer Markers анализирует наборы данных с миллионами точек данных, собранных у пациентов с раком и саркомами, чтобы найти такие диагностические, прогностические и прогностические признаки.

С ноября 2013 года волонтеры World Community Grid пожертвовали проекту более 894 000 лет процессорного времени, помогая анализировать данные о раке и саркоме легких и яичников гораздо более тщательно, чем это было бы возможно в противном случае. Мы безмерно благодарны за эту постоянную поддержку.

Далее описывая 26 генов с наибольшим количеством баллов при раке легких, мы уже обсуждали VAMP1, FARP1, GSDMB, AHD6, IL13RA1, PCSK5 и TLE3 в предыдущих обновлениях MCM. Здесь мы излагаем информацию о HSD17B11. Важно отметить, что на данный момент между всеми этими белками существует сильная связь, как показано на рисунке 1. HSD17B11 является четвертым по количеству связанных белков в нашем списке, при этом FARP1, TLE3, PCSK5 являются более связанными.
Рисунок 1. Физические взаимодействия белков, связывающие 8 белков, на которых мы сосредоточились до сих пор (розовые узлы). Данные из нашей базы данных IID.

HSD17B11 Исследования

HSD17B11 — это ген, который кодирует белок, называемый гидроксистероид-17-бета-дегидрогеназа 11. Гидроксистероид-17-бета-дегидрогеназа 11 может превращать андростан-3-альфа,17-бета-диол в андростерон in vitro, что позволяет предположить, что он может участвовать в выработке андрогена.

 Учитывая его структуру (рис. 2), HSD17B11 имеет четыре известных лиганда, которые могут с ним связываться, включая андростерон, глицерин, сульфат-ион и хлорид-ион.

Рисунок 2. Структура белка HSD17B11 (PDB).

Крупный метаанализ показал, что однонуклеотидные полиморфизмы в HSD17B11 в значительной степени связаны с мышечной массой тела [1]. Также было обнаружено, что HSD17B11 является потенциальным биомаркером ишемической болезни сердца [2] и идиопатической необструктивной азооспермии [3].

Было обнаружено, что HSD17B11 играет защитную роль при раке легких (рис. 3), как и другие гены, которые мы представили до сих пор.

Рисунок 3. а) Кривые выживаемости пациентов с низкой и высокой экспрессией HSD17B11 (KMplot). б) Еще более сильная связь обнаружена для аденокарциномы легких и в) для никогда не куривших.

Мы продолжили исследования, чтобы изучить связь между HSD17B11 и другими видами рака. Как показано на рисунке 4, при сравнении раковых тканей и нормальных тканей, HSD17B11 дифференциально экспрессируется при большинстве видов рака (обозначено красным текстом).

При большинстве видов рака его активность повышена, за исключением рака молочной железы, толстой кишки, плоскоклеточного рака легких, рака яичников, почек, щитовидной железы и матки. В литературе HSD17B11 связан с прогнозом рака простаты [4] и выживаемостью при раке поджелудочной железы [5].

Рисунок 4. Экспрессия HSD17B11 в нормальной и раковой ткани при нескольких типах рака. Красный текст представляет значительную разницу между экспрессией в раковой ткани по сравнению с нормальной тканью (TNMplot).

Если у вас есть какие-либо вопросы или комментарии, пожалуйста, оставьте их в этой теме, чтобы мы ответили!
Команда WCG
https://www.worldcommunitygrid.org/forums/wcg/viewthread_thread,46581_offset,0#695182

Хотите принять участие в распределенных вычислениях, тогда, Вам сюда:
https://boinc.ru

[Programma.Boinc]

Процесс голосования призы ВВИО 2024 ГОДА

(кликните для показа/скрытия)

Процесс голосования призы ВВИО 2024 ГОДА

Всемирный саммит по информационному обществу (WSIS) – это инициатива, спонсируемая Организацией Объединенных Наций, направленная на использование потенциала информационных и коммуникационных технологий для построения инклюзивного и справедливого информационного общества во всем мире.

BOINC был номинирован на премию форума 2024 года и преодолел первоначальные препятствия; следующий и последний шаг («Фаза 3») требует общественного голосования. – Волонтерское голосование за волонтерские вычисления

Эта награда станет очень хорошим стимулом и признанием для BOINC и всех наших проектов; если мы сможем заставить наши сообщества проголосовать, у нас будет достойный шанс на этом этапе...

Голосование довольно простое, занимает всего несколько минут; инструкции здесь.
(*Срок голосования — воскресенье: 31 марта 2024 г., 23:00 UTC+02:00)

Шаги для голосования

Перейдите на страницу «Премии ВВИО 2024» https://www.itu.int/net4/wsis/stockking/Prizes/2024 и нажмите «Проголосовать».
На открывшейся странице входа нажмите «Зарегистрироваться как новый пользователь».

Зайдите на почту, которую вы использовали при регистрации; найдите электронное письмо с темой «Подтвердите свою учетную запись WSIS» (от WSIS-confirmation@bb.itu.int). → Нажмите кнопку в этом письме, чтобы «Подтвердить регистрацию».
На открывшейся веб-странице нажмите, чтобы вернуться к форме входа.

В форме входа войдите

На странице, отображаемой после входа в систему, нажмите «Форма голосования».

В форме голосования

вверху формы есть серое поле, представляющее собой раскрывающееся меню; нажмите и выберите категорию «AL C7. Электронная наука». (*Примечание: возможно, вам придется прокрутить список, чтобы увидеть эту опцию. Также обратите внимание: существует несколько тем «AL C7»; мы находимся в «AL C7 E-Science»)

После выбора категории прокрутите вниз и найдите «Открытая инфраструктура Беркли для сетевых вычислений».

Нажмите «Проголосовать за этот проект» (Примечание: похоже, никакого подтверждения нет; вы просто возвращаетесь к форме для просмотра/выбора проектов в других категориях, а категория «AL C7. Электронная наука» больше не доступна в выпадающее меню). Но вы можете увидеть свои голоса здесь: https://www.itu.int/net4/wsis/stockking/Prizes/2024/MyVotes.
Форум Всемирного саммита по информационному обществу (WSIS)+20.

Мероприятие высокого уровня, Форум WSIS+20, станет важной вехой двадцатилетнего прогресса, достигнутого в реализации решений Всемирного саммита по информационному обществу, который проходил в два этапа — Женева в 2003 году и Тунис в 2005 году.

Двадцать лет назад ВВУИО заложила основу для глобального цифрового сотрудничества с целью создания ориентированного на человека, инклюзивного и ориентированного на развитие общества информации и знаний.

Форум WSIS+20 послужит платформой для обсуждений с участием многих заинтересованных сторон с целью подвести итоги достижений и ключевых тенденций, проблем и возможностей со времени принятия Женевского плана действий в 2003 году.
Форум WSIS+20 планируется провести с 27 по 31 мая 2024 года. Он будет организован совместно МСЭ, ЮНЕСКО, ПРООН и ЮНКТАД и совместно МСЭ и Швейцарской Конфедерацией при поддержке дистанционного участия.

Хотите принять участие в распределенных вычислениях, тогда, Вам сюда:
https://boinc.ru
https://drive.google.com/file/d/1wgdDsXbaNG3OQzMEFApGjOnubaUjbAkB/view?usp=sharing
https://www.itu.int/net4/wsis/stocktaking/Account/Login?ReturnUrl=%2Fnet4%2Fwsis%2Fstocktaking%2FPrizes%2F2024%2FVote
WSIS-confirmation@bb.itu.int
https://www.itu.int/net4/wsis/stocktaking/Prizes/2024
https://www.itu.int/net4/wsis/forum/2024

[Programma.Boinc]

Вычислительный конкурс стартует сегодня!

(кликните для показа/скрытия)

Вычислительный конкурс стартует сегодня!

Конкурс проводится с 25 марта по 7 мая 2024 года.

Сегодня начался конкурс Computation Moonshot, поощряющий старшеклассников изучать науку о данных и распределенные вычисления.

Как мы объявили в февральском обновлении, сегодня начинается Computation Moonshot!

Цель этого конкурса — побудить старшеклассников узнать о науке о данных и распределенных вычислениях с использованием BOINC и World Community Grid.

Этот конкурс открыт для всех средних школ США.

Как было подчеркнуто в нашем информационном бюллетене за октябрь 2023 года, одна из наших целей на этот год заключалась в расширении охвата старших классов для улучшения обучения молодежи и повышения интереса к науке о данных.

Мы воодушевлены этим конкурсом и его потенциалом для продвижения нашей работы в средних школах не только в Соединенных Штатах, но и во всем мире. Приятно отметить, что Sisler Cyberacademy также участвует в конкурсе, и у них уже есть команда из 12 партнеров.

Чтобы обеспечить достаточное количество рабочих единиц на протяжении всего конкурса, мы будем увеличивать поставку рабочих единиц MCM, OPN, SCC и ARP на время конкурса, с 25 марта по 7 мая. Текущий статус: MCM - готовый; ОПН – готов; ССС – готово; АРП - в процессе.

Мы благодарим вас за вашу постоянную поддержку и продолжим предоставлять обновления по ходу конкурса. Если у вас есть какие-либо вопросы или комментарии, пожалуйста, оставьте их в этой теме, чтобы мы могли ответить.
Команда WCG

Хотите принять участие в распределенных вычислениях, тогда, Вам сюда:
https://boinc.ru
https://computationmoonshot.org/
https://www.worldcommunitygrid.org/images/prismic/WCG_Newsletter_Oct_2023.pdf
https://www.worldcommunitygrid.org/forums/wcg/viewthread_thread,46603_offset,0#695455

[Programma.Boinc]

Исследование астероидов в наших домах - Asteroids@home часть 1

(кликните для показа/скрытия)

Исследование астероидов в наших домах - Asteroids@home часть 1

 Первый чешский проект в системе распределенных вычислений BOINC и первый в нашей стране в области астрономии. Это Asteroids@home, проект, которому помогла сборная Чехии.

Введение
Астероид или комета?
Фотометрия и наблюдения
Радиоастрономия
 Влияние Солнца на астероиды
Моделирование астероидов и исследование их периодов с помощью компьютеров
 Исследования в рамках чешского проекта распределенных вычислений - Asteroids@home
Какие результаты нам принесут?

Введение

Прошло всего несколько дней, когда, по сообщениям СМИ, мы должны были стать свидетелями удивительного космического явления – пролета астероида в непосредственной близости от Земли. Этот объект получил обозначение 2012 DA14 и пролетел 15.02.2013 на расстоянии всего 28 000 км от поверхности Земли (что ближе, чем орбиты некоторых спутников). Всего за несколько часов до этого явления несколько частей изначально пятнадцатиметрового астероида совершенно неожиданно упали в России, в Челябинской области. По официальным данным, астероид при входе в атмосферу Земли распался на несколько частей, а созданная в результате пролета и распада в атмосфере волна давления стала причиной травм более тысячи человек. Лишь благодаря падению частей метеорита в десятках километров от города с населением более миллиона человек человеческих жертв не было.

Иллюстрация Челябинского астероида. Источник: procproto.cz

За несколько недель до этого события был даже предсказан один из многих концов света. Сценариев было несколько, и по сути одни и те же повторяются снова и снова. Земля вот-вот столкнётся с другим космическим телом, которое появится из ниоткуда из темных глубин космоса, и человечество не сможет отреагировать на эту угрозу.

Будь то загадочная планета Х (Немезида, Нибиру, Эрида, Мардук....), или комета (в случае с 21.12.2012 это должна была быть комета Еленина, но она в итоге распалась годом раньше), предсказанное неожиданное появление из темных глубин космоса, для большинства людей звучит устрашающе.

Неужели мы так мало знаем об окружающих нас космических телах в XXI веке, что нечто подобное могло произойти? Неужели мы настолько беспомощны, что просто цепляемся за гигантский шар, летим через космический тир и следим широко раскрытыми глазами, не столкнемся ли мы с другим космическим телом сегодня – или завтра?

Наша Солнечная система огромна, и Земля — лишь один из многих сотен тысяч объектов, вращающихся в ней вокруг Солнца. Орбиты разные и часто пересекаются или даже сталкиваются. Окружение нашей Земли тоже не так пусто, как может показаться большинству людей.

Около 4,5 миллиардов лет назад наше Солнце родилось из облака газа и пыли, за ним последовали планеты, спутники, астероиды и другие тела. В результате длительного воздействия гравитации планет нашей солнечной системы на разном расстоянии от Солнца образовалось несколько поясов астероидов, в которых расположены миллионы этих «планет». Некоторые из них берут свое начало уже в начале формирования нашей солнечной системы (группы тел), другие были созданы путем распада более крупных объектов (семейств тел), возможно, даже ныне неизвестных планет.

Под действием гравитационных сил эти планеты образуют кольца на разном расстоянии друг от друга. Есть области с десятками тысяч этих объектов, а есть области почти пустые:

Вулканоиды - гипотетические тела, движущиеся по орбитам меньшими, чем орбита Меркурия (0,08-0,21 а.е. от Солнца (а.е. - астрономическая мера, определяемая как среднее расстояние Земли от Солнца - ровно 149 597 870 700 м). Их размеры не должны превышать 60 км, но пока такого тела не обнаружено.

Апогелы (известные как IEO — Внутренние земные объекты) — орбита между Меркурием и Землей. Их орбиты находятся на расстоянии менее 0,983 а.е. от Солнца. Известны всего несколько объектов этого пояса астероидов, но их наблюдение весьма затруднено из-за малых угловых отклонений орбит от Солнца.

Околоземные астероиды (NEA — Near Earth Asteroids) — движутся близко к орбите Земли или непосредственно пересекают ее. Некоторые из них представляют прямую потенциальную опасность для жизни на Земле.

В эту категорию попадают объекты этих трёх групп астероидов:

Аморы (группа Амор) — астероиды, близко приближающиеся по своей орбите к орбите планеты Земля. В самой дальней точке многие пересекают орбиту Марса, некоторые даже пересекают орбиту Юпитера. Орбитальный период этих тел превышает 1 год. Самый крупный — Ганимед диаметром 38,5 км.

Аполлоны (группа Аполлона) – эти астероиды пересекают орбиту Земли. На своей орбите они подходят к Солнцу ближе, чем наша планета, а период обращения этих тел превышает 1 год. Самый крупный — Сизиф диаметром 10 км.

Атенсы (группа Афин) — астероиды, пересекающие орбиту Земли, и их орбиты лежат большей частью внутри ее орбиты. Срок обращения менее 1 года. Самый крупный — Хетос диаметром 5 км.

Источник: holographicgalax.blogspot.com.

Главный пояс астероидов (Main asteroid пояс) — расположен между планетами Марс и Юпитер (2,1 — 3,3 а.е. от Солнца). В этом поясе находятся сотни тысяч известных астероидов. Здесь тоже мы находим места, где ни одна из планет не задерживается надолго (это так называемые «разрывы Кирквуда» или области резонанса). Самый крупный объект — Церера диаметром 975 км.
В 1975 году была создана классификация астероидов главного пояса, основанная на способности отражать излучение разных областей спектра. Эти свойства, вероятно, соответствуют составу вещества на поверхности астероидов. Итак, были созданы эти три класса:

Представление пробелов Кирквуда

Тип С (углеродистый) – сюда входит более 75% известных астероидов. Они очень темные, с альбедо (соотношением отраженного и падающего света, т.е. коэффициентом отражения света) от 0,03 до 0,09.

Астероиды C-типа встречаются преимущественно во внешних областях главного пояса.

Тип S (кремниевый) – включает около 17% известных астероидов. Альбедо имеет значение от 0,10 до 0,22. В основном они состоят из железа с примесью сульфидов железа и магния. Астероиды S-типа встречаются преимущественно во внутренних областях главного пояса.

Тип М (железный) – включает в себя остальные известные астероиды (т.е. около 8%). Альбедо варьируется от 0,10 до 0,18. В основном они состоят почти исключительно из железа и никеля. Астероиды М-типа встречаются в средних областях главного пояса.

Как видно, ни один из типов астероидов не отражает много солнечного света, что усложняет их обнаружение и наблюдение.
Троянцы (Trojans) — пояс астероидов, расположенный непосредственно в пространстве орбиты Юпитера (5,2 а.е.). Многие называют Юпитер хранителем Земли или даже ее щитом. Из-за своего размера (Юпитер в два с половиной раза массивнее всех остальных планет нашей Солнечной системы вместе взятых) и огромного гравитационного притяжения он является наиболее распространенной целью ударов астероидов и комет в нашей Солнечной системе. В то же время он отклонил многих злоумышленников от их первоначального направления к Солнцу, и многие из них вращаются вблизи его орбиты.

Кентавры – за планетой Юпитер ситуация уже гораздо менее стабильна. Между Юпитером и Нептуном расположен пояс астероидов (6-30 а.е.), которые, скорее всего, когда-то находились за орбитой Нептуна. Благодаря гравитационным возмущениям они достигли этой самой области, где временно оказались в ловушке из-за действия крупных планет.
Орбиты Кентавров очень нестабильны и находятся под постоянным влиянием планет Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Из-за этих эффектов они не могут долго существовать в данном регионе и либо втягиваются в области, более близкие к Солнцу (некоторые становятся короткопериодическими кометами), либо выбрасываются обратно в более отдаленные области космоса (некоторые даже в межзвездное пространство).

Первое из семейства этих тел было обнаружено астрономом К. Т. Ковалем в 1977 году и названо в честь мифического кентавра из греческой мифологии «Хирон». Сегодня нам известно несколько десятков кентавров, из которых Харикло — самый крупный из наблюдаемых до сих пор, диаметром 300 км.

Пояс Койпера — группа астероидов, расположенных сразу за орбитой планеты Нептун в районе 6–12 миллиардов км от Солнца (30–55 а.е.). Считается, что этот пояс состоит в основном из замерзших ледяных тел. Более 70 000 из них имеют диаметр более 100 км, а есть еще много меньших. У них довольно стабильная орбита. Существование пояса Койпера предполагалось многими астрономами в прошлом, начиная с 1930 года. Доказательства его существования, однако, были получены лишь в результате исследований Дэвида Джуитта в 1992 году. Он назван в честь Джерарда Койпера, но в основном лишь как пояс Койпера. дань уважения его исследованиям в области астрономии. На данный момент нам известно о более чем тысяче астероидов в этом регионе. Большинству тел в этом поясе астероидов требуется более 250 лет, чтобы вращаться вокруг Солнца. В пояс Койпера также входят карликовые планеты Плутон (диаметр 2306 км), Хаумеа (диаметр 1400 км) и Макемаке (диаметр 1420 км). Своей группировкой и отклонениями путей к плоскости эклиптики (плоскости, в которой Земля вращается вокруг Солнца — остатка первичного протопланетного диска) она напоминает скорее тор, чем диск или кольцо.

Рассеянный диск (аббревиатура SDO — рассеянные дисковые объекты) — орбиты этих планет обусловлены гравитационным влиянием газовых гигантов (Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна) значительно эллиптические, с отклонением часто от 35 до 100 а.е. Именно эти астероиды затягиваются во внутренние части Солнечной системы, где образуют Кентавров. Орбиты также значительно наклонены к плоскости Эклиптики — до 40°. Самый крупный известный объект этой группы был открыт только в 2005 году и представляет собой карликовую планету Эрида диаметром около 2300 км. Таким образом, эта карликовая планета такого же размера, как Плутон, и именно она лишила ее привилегированного положения среди планет нашей солнечной системы. На конференции Международного астрономического союза в Праге в 2006 году была определена новая группа «Карликовых планет», в которую вошли Плутон, Эрида, Хаумеа, Макемаке и Церера.

Отдельные дисковые астероиды.

Орбиты этих объектов имеют сильно эллиптическую форму. Их перигелий (по-чешски «прислуни» — ближайшее к Солнцу место, к которому приближается объект Солнечной системы во время своего путешествия в космосе) составляет максимум 40 а.е., и поэтому на эти объекты никогда не влияет гравитация внешних планет Солнечной системы.

Солнечная система (поэтому они отделены от нее - Нептун имеет орбиту в пространстве 30 а.е.). Их афелий («затмение» — самая дальняя точка от Солнца, которой достигает объект во время своего путешествия в космосе) составляет сотни единиц а.е. Пока нам известно всего девять астероидов этого типа, из которых самый известный и крупный (диаметром 1200-1600 км) — Седна. В настоящее время он приближается к Солнцу по своей орбите и должен достичь его перигелия (76 а.е.) в 2076 году.
Мы можем только предполагать, что находится за пределами региона Рассеянного Диска.

Среди астрономов существует консенсус большинства относительно гипотезы о том, что в области между 2 000–200 000 а.е. от Солнца находится огромная шаровидная группа объектов, окружающих всю нашу Солнечную систему. Предполагается, что она имеет диаметр 1,6 светового года и содержит более миллиарда тел. Оно названо в честь великого европейского астронома Яна Хендрика Оорта — облако Оорта. Оно должно распространяться на области, где гравитационное влияние нашей звезды (Солнца) ослабевает и на которые начинают влиять звезды окружающих систем. Впервые эта гипотеза была предложена в 1932 году. Объекты в облаке Оорта могут подвергаться различным гравитационным воздействиям и иметь случайный наклон к эклиптике. Таким образом, они могут либо быть источником долгопериодических комет, либо лишь однажды направляются в область вокруг нашего Солнца.

Иллюстрация Челябинского астероида.

Астероид или комета?

Так что в астероидах нет ничего нового. Это тела твердые, не имеющие собственной атмосферы. В зависимости от состава они отражают больше или меньше солнечного света, поэтому выглядят как звезды на ночном небе. При этом они изменяют интенсивность отраженного света путем своего вращения и формы (изменения отражающей поверхности), что мы более или менее можем наблюдать даже с Земли.

Во время своих путешествий в космосе они могут столкнуться с гравитационным эффектом, который отклонит их от обычного пути и определит для них новый путь. Это может со временем вернуть их в исходное пространство, или на них могут повлиять другие объекты на новом пути.

Состав всех астероидов за орбитой Юпитера аналогичен. Это так называемые «грязные снежки», которые состоят в основном из замороженного углекислого газа, метана, аммиака и воды, смешанных с пылью и различными минералами. Именно из-за большого содержания льда ученые полагают, что источником воды на Земле были астероиды из более отдаленных регионов космоса (или их удары). Как видно из состава, при приближении астероида к Солнцу за счет солнечной радиации в перигелии очень легко может произойти частичное разрыхление поверхностного слоя льда и создание микроатмосферы. Мы называем такие тела кометами. Высвободившиеся потоки пыли и газа создают вокруг кометы чрезвычайно тонкую атмосферу, называемую «комой». Сила воздействия солнечного ветра на комету вызывает образование огромного хвоста.
Высвободившиеся пыль и газ создают два отдельных хвоста, которые направлены в несколько разные стороны. Пылевой хвост всегда остается за орбитой кометы, а газовый хвост всегда направлен в сторону от Солнца из-за влияния солнечного ветра. Хотя диаметр твердого тела (ядра) кометы обычно составляет менее 50 км, кома может быть больше Солнца, а длина хвостов может достигать 150 миллионов км.

Кометы — это астероиды, которые на своем пути приблизились к Солнцу настолько близко, что часть пути впали в кому. Он делит их на три группы: короткопериодические - период обращения менее 200 лет, их начало находится в районе между Юпитером и Нептуном. долгопериодические – период обращения более 200 лет, но при этом остаются гравитационно зависимыми от Солнца, их источником должен быть Рассеянный Диск. Кометы одиночного появления (точного чешского названия у них пока нет) - после одного оборота вокруг Солнца гравитация навсегда уносит их за пределы Солнечной системы.
Орбиты комет подразделяются на:

эллиптические (40% наблюдаемых объектов)
гиперболические (11% объектов)
параболические (49% объектов).

Во многом это орбиты комет, для которых нам пока не удалось точно определить, эллиптические они или гиперболические.
Существует множество гипотез относительно того, как и что обусловливает особенности траектории комет и их отклонения. От действия гипотетического двойника Солнца, Немезиды, до действия крупных тел за орбитой Нептуна, как если бы там должна была находиться Планета X.

Но есть гораздо более реалистичные гипотезы, которые принимаются широким астрономическим сообществом, что короткие -периодические кометы образуются в поясе Койпера, а долгопериодические — в облаке Оорта.

Последние исследования основаны на наблюдениях, указывающих в качестве основного источника короткопериодических комет именно нестабильную часть нашей Солнечной системы за Юпитером между орбитами планет Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун и длиннопериодические рассеянные дисковые тела.

Так что же именно происходит или может произойти из-за взаимного гравитационного действия в этой области между планетами и, как минимум, сотнями астероидов, мы в настоящее время не можем предсказывать или детально отслеживать (не говоря уже о моделировании). Еще более удивительным и непредсказуемым является астероид, орбита которого сталкивается с орбитой Земли и который из-за меньших размеров мы пока не можем зарегистрировать заранее.

На орбиты комет в основном влияют планеты Солнечной системы. Из-за своих размеров и веса больше всего на них влияет планета Юпитер. Поэтому практически невозможно точно определить, откуда и когда долгопериодические кометы вернутся в поле нашего зрения и не столкнутся ли они к тому времени с другим космическим объектом (то есть не вернутся).
Наглядное сравнение размеров планеты Юпитер с Землей.

Ежегодно через внутреннюю часть нашей Солнечной системы проходят сотни комет, но лишь немногие из них видны достаточно, чтобы произвести впечатление на публику. Примерно раз в десять лет будет появляться комета, наблюдаемая даже невооруженным глазом.

Если комета пересекает путь Земли, последующее прохождение планеты остатками ее пылевого хвоста вызывает так называемый метеорный дождь. Зачастую это повторяющееся явление несколько лет подряд.

Метеорный дождь — это эффект, когда в атмосферу попадают мелкие частицы (метеороиды). Из-за большого аэродинамического трения они быстро нагреваются и большая их часть испаряется практически сразу. Некоторые тела переживут прохождение через атмосферу, но их скорость существенно замедлится. Затем они врезаются в Землю на скорости около 320 км/ч, а то, что остается после удара, называется метеоритом.

Прямые столкновения астероидов с Землей не являются чем-то уникальным в ее истории, и благодаря им наша планета в основном обязана своим огромным количеством воды. Многие теории связывают астероиды с зарождением жизни на нашей планете, а в случае с динозаврами – с их уничтожением.

65 миллионов лет назад Земля столкнулась с астероидом диаметром около 10 км. Он приземлился в районе полуострова Юкатан и вызвал взрыв силой в сто миллионов мегатонн в тротиловом эквиваленте (мощность всего ядерного оружия на Земле в разгар Холодной войны).

Во время взрыва в атмосферу были выброшены миллиарды тонн вещества, которое на долгое время затмило Солнце. В то время вымерло 3/4 всех видов животных, обитавших на нашей планете. С тех пор на нашу планету упало множество тел меньшего размера с весьма разрушительными последствиями, последнее из них - 15 февраля 2013 года.

Такому объекту даже не обязательно напрямую ударяться о поверхность планеты, чтобы нанести огромный ущерб.
30 июня 1908 года с Землей столкнулся астероид диаметром 50 м, который утром взорвался над Центральной Сибирью (ныне Красноярский край) вблизи реки Подкаменная Тунгуска (отсюда он известен как Тунгусский метеорит) с силой мощность в 15 мегатонн в тротиловом эквиваленте (в тысячу раз больше, чем атомная бомба в Хиросиме).

Были уничтожены огромные площади леса на площади около 2200 км2, что соответствует площади Люксембурга. Только благодаря месту удара не зафиксировано никаких человеческих жертв, ведь в другом месте подобный взрыв снес бы с лица земли даже самый крупный город.

В настоящее время прогнозируется появление нескольких тел, которые могут напрямую угрожать Земле в ближайшие несколько лет. В 2004 году был открыт астероид 2004MN4 диаметром 320 м, известный как Апофис (Разрушитель).

13 апреля 2029 года, по текущим прогнозам, он должен пройти мимо Земли на расстоянии 37 000 км. Чтобы дать вам лучшее представление: среднее расстояние Луны от Земли составляет 384 403 км. Из-за гравитации Земли астероид немного отклонится от своей обычной орбиты.

Некоторые астрономы опасались, что астероид пройдет через так называемую «замочную скважину», то есть пространство диаметром около 550 метров. Если бы это действительно произошло, это означало бы, что Апофис войдет в резонанс с Землей. Эта траектория снова вернет его на нашу планету по другому пути, и столкновение с Землей будет более вероятным. Более того, ситуация периодически повторялась. Согласно текущим расчетам, Апофис не должен пролететь через это пространство.

Еще один из потенциально опасных астероидов носит имя 2004VD17 и имеет диаметр 580 м. Из-за сложности отслеживания его траектории долгое время считалось очень опасным столкновение с Землей в 2104 году. чтобы указать его опасность, так как он находится на орбите вокруг Земли. Он снова приблизится к Земле в 2032, 2041, 2067, 2076 и 2087 годах.
Ближайшей угрозой сейчас является астероид 2003QQ47, который должен пересечь орбиту Земли 21 марта 2014 года и имеет диаметр 1,2 км.

Даже эта опасность была окончательно исключена дальнейшими наблюдениями, но возвращение астероида в 2058 году до сих пор сопровождается знаками вопроса. Как видно из количества астероидов, открытие их опасных для Земли орбит произошло лишь в последние несколько лет. При этом многие из них нам очень трудно наблюдать из-за наклона орбиты.

Ярким примером является объект 2012DA14, пролетевший 15 февраля 2013 года на расстоянии всего 28 000 км от поверхности Земли. Он был обнаружен только 23 февраля 2012 года и по размеру сравним с Тунгусским метеоритом. Оценка вероятности столкновения объекта с Землей и, следовательно, уровня его опасности обычно снижается в ходе наблюдения. Уже найден ряд объектов, для которых вероятность столкновения при открытии была относительно высока, но при дальнейших наблюдениях их траектория была уточнена, а опасность упала до нуля. Поэтому текущий список опасных тел постоянно меняется и обновляется - http://neo.jpl.nasa.gov/risk/.

Помимо наблюдений за астероидами и кометами с помощью наземных телескопов (которые ведутся на протяжении веков) или даже просто визуально (о чем свидетельствуют наскальные рисунки), нам также удалось отправить к кометам несколько зондов.
Первые (ESA Giotto, Vega 1 и 2) пролетели мимо кометы Галлея в 1986 году, чтобы сфотографировать ее и наблюдать за комой и самим ядром. В 2001 году зонд Deep Space 1 пролетел мимо ядра кометы Боррелли и предоставил астрономам дальнейшие наблюдения. Большим прорывом стал зонд «Звездная пыль», который в 2004 году собрал частицы пыли из комы кометы Уайлд-2 и доставил их на Землю в 2006 году.

Затем, в 2005 году, снаряд зонда Deep Impact врезался в комету Темпель 1 и создал кратер для изучения ее поверхности. В 2011 году образцы, полученные зондом «Звездная пыль», привели к предположению, что жидкая вода может существовать в ядрах комет.

Фотографии астероидоподобных объектов мы получили еще раньше, в 1971 году, когда зонд «Маринер-9» сфотографировал Фобос и Деймос (два спутника Марса), которые, вероятно, являются гравитационно-захваченными астероидами. Пока эти фотографии не показали, что эти спутники имеют неправильную форму. Первым астероидом, который был сфотографирован очень близко, был Гаспра в 1991 году (951), изображение которого было получено зондом «Галилео» на пути к Юпитеру. Но нам не нужно просто рассылать дорогостоящие зонды и годами ждать результатов от одного астероида. Существует также несколько методов наблюдения за космическими объектами непосредственно с Земли. Основными из них являются фотометрические, радиоастрономические или затменные наблюдения.

Фотометрия

Это область оптики, которая используется в астрономии для измерения светового потока и определения яркости небесных объектов. Благодаря фотометрии мы можем определять не только размеры звезд, но также расстояния и массы некоторых тел.

Помимо прочего, он служит нам инструментом для измерения изменений яркости планет. Планеты не излучают собственный свет, а отражают падающий свет Солнца (так же, как и наша Луна). При наблюдениях мы не обнаруживаем их форму, так как видим их только по точкам, как и звезды. Однако если планета имеет неправильную форму и вращается, то количество отраженного света со временем меняется, и мы можем измерить эти изменения. Средством исследования может быть человеческий глаз, фотопластинка или ПЗС-чип. Само латинское название состоит из слов photos (свет) и Metron (измерять).
С помощью фотометрии мы можем наблюдать практически все объекты Вселенной (звезды, планеты, астероиды, туманности и галактики).

Цель фотометрии в астрономии — наблюдать за объектами в определенной области спектра, измерять возможные изменения яркости и понимать физическую природу этих изменений. Основным результатом наблюдения является регистрация изменения кривых блеска в зависимости от времени.

Благодаря фотометрии мы можем различать звезды по их звездной величине, которая представляет собой видимую (субъективно воспринимаемую или обнаруженную приборами) яркость звезды. Уже во втором веке до нашей эры Гиппарх ввел первое деление звезд по яркости на так называемые шесть звездных классов. Самые яркие звезды были обозначены 1 mag (величина), а самые слабые - 6 mag.

Это разделение было продолжено в 1854 году Норманом Робертом Погсоном, который создал математическое обозначение общей единицы яркости. Эта единица является логарифмической (аналогично единицам звука, освещения или оценки массы), для которой 1 магнитная разница яркости соответствует яркостям в соотношении 2,512:1 (так называемое соотношение Погсона). Это соотношение было выбрано таким образом, чтобы звезды, отличающиеся по величине 5 mag, имели соотношение взаимной светимости (плотности светового потока) 1:100. Человеческий глаз должен быть способен распознавать звезды максимальной магнитной величиной 6 в нормальных условиях.

На идеально тёмном фоне (чего на практике мы никогда не добьёмся) то максимум 8-9 маг. Яркость самой слабой звезды, видимой космическим телескопом Хаббл, составляет 30 магнитных величин.

В 1970-х годах в астрономии начали использовать ПЗС-датчики, которые являются очень точными. Это кремниевая полупроводниковая пластина, на которую нанесен тонкий слой диоксида кремния (SiO2) и на которой расположены электроды.
Они расположены в непосредственной близости и в целом образуют матричную систему пикселей. На практике с помощью ПЗС-матрицы мы записываем количество фотонов, попадающих на пластину, которое затем преобразуется в числа в единицах ADU (аналогово-цифровые единицы) с помощью аналого-цифрового преобразователя.

Мы вычитаем фоновую мощность и шум из результирующего сигнала. После преобразования мы получаем результирующую величину исследуемого объекта. Измерить плотность потока излучения, исходящего от далеких звезд, очень сложно.
Во-первых, разные детекторы имеют разную чувствительность, а затем главным препятствием для точности измерений является атмосфера Земли. Световой луч (который мы пытаемся обнаружить и определить его интенсивность) проходит через большой слой земной атмосферы. При прохождении через воздушную массу свет ослабляется за счет поглощения и рассеяния фотонов (столкновения с мелкими частицами пыли или каплями воды). Поэтому всегда необходимо корректировать результаты измерений в зависимости от влияния атмосферы (облачность, воздушная масса, световое загрязнение и т. д.).

Это большая проблема для астрономов, которую они решают несколькими методами: чистая математика. Существует несколько формул коррекции, в которых используются такие вещи, как закон Бугера. сравнительные методы. В прошлом для сравнения яркости исследуемых объектов использовалось несколько стандартизированных звезд.

В качестве эталона с 1992 года чаще всего использовались звезды Ландольта, которые расположены в районе небесного экватора и поэтому доступны наблюдателям как в северном, так и в южном полушариях.

Другой метод использует дифференциальную фотометрию, которая больше подходит для изучения периода астероидов. Он сравнивает размер звезды измеряемого объекта с одной (или более) звездами сравнения поблизости на том же изображении. Объекты затрагиваются одинаково, поэтому нет необходимости дополнительно исследовать изменение состояния. Измеренная яркость пересчитывается по записи звезды сравнения. усовершенствования конструкции - Лучший вариант устранения влияния земной атмосферы при наблюдении и измерении яркости космических тел с Земли называется адаптивной оптикой.

Это устройство было разработано еще в 1953 году Хорасом Бэбоком, но практически реализовать его удалось лишь в девяностых годах двадцатого века. В системе адаптивной оптики отражение от главного зеркала проходит через вспомогательное гибкое зеркало, которое очень тонкое и поддерживается снизу множеством управляемых компьютером элементов, способных незначительно менять форму зеркала. Турбулентный поток существенно влияет на прохождение света через атмосферу, и результатом этих изменений является дрожание изображения. Чтобы адаптивная оптика работала точно, необходимо иметь точку в поле зрения, и мы знаем, как она должна выглядеть на изображении. В состав адаптивной оптики входит лазер, который целится в выбранное место в поле зрения.

Информация об изменениях, вызванных вибрацией атмосферы, передается в компьютер и он соответственно изменяется, т. е. искривляет зеркало. Современные телескопы, оснащенные адаптивной оптикой, способны менять кривизну зеркала до тысячи раз в секунду и благодаря этому получать изображения космических тел в качестве, сравнимом с телескопами на орбите. Адаптивная оптика была впервые использована на практике в 2006 году на Очень Большом Телескопе (VLT) в Чили.

Активная оптика представляет собой очень структурно (и номенклатурно) схожую систему. Это позволяет нам создавать первичные зеркала гораздо большего размера, которые намного тоньше, дешевле в производстве и устраняют влияние гравитации на качество изображения. В системе активной оптики главное зеркало установлено на многих активных элементах. Как и в случае с адаптивной оптикой, эти элементы управляются компьютером и изменяют кривизну. Однако с главным зеркалом они происходят лишь раз в несколько секунд и компенсируют возникающие деформации зеркала, например, при наклоне телескопа в разные положения, тепловом расширении и т. д. Активная оптика впервые была использована для Новой Технологии. Телескоп (НТТ), представляющий собой зрительную трубу с диаметром зеркал 3,5 м.

Применение фотометрии при изучении астероидов Первая планета была открыта в 1801 году (тогда она считалась новой планетой) и получила название Церера. Астероиды, как и планеты, изменили свою яркость из-за изменения геометрии и взаимного расстояния Солнца-планеты-Земли. Первое систематическое наблюдение изменения блеска было сделано в 1861 г., а в 1901 г. было показано, что периодические изменения блеска вызываются самими астероидами путем их вращения. Первое определение периода было сделано по астероиду Эрос. С совершенствованием технологий росло не только число открытых планет, но и знание периодов их существования, размеров и, в случае нескольких экземпляров, даже формы.
Фазовая кривая, показывающая измеренную светимость в течение двух периодов вращения.

Астероиды вращаются вокруг Солнца и одновременно вращаются вокруг своей оси. Изучая зависимость вращения астероидов от их размера или от расстояния от Солнца, мы можем многое сказать об их геологическом строении или даже об их происхождении. Большинство астероидов вращаются вокруг одной оси вращения с наименьшей энергией вращения. Если на астероид не действуют моменты сил (например, силы тяжести других тел), ее момент импульса постоянен, благодаря чему сохраняется величина и направление угловой скорости постоянными. Для астероидов размером более нескольких сотен метров существует верхний предел частоты, выше которого тело уже распадется. Периоды ротации чаще всего составляют от 2 до 12 часов.

Запись длительного фотометрического наблюдения нескольких тел, на которой зафиксирована связь между размерами наблюдаемых объектов и количеством их оборотов за сутки.

Определить периоды вращения астероидов мы можем только на основе достаточного количества фотометрических данных. При наблюдении и регистрации изменений освещенности постепенно будут проявляться регулярно повторяющиеся изменения яркости, т.е. их периода.

В зависимости от размера объекта оно может составлять 10 секунд или даже 10 дней. При вращении сферически несимметричного тела (в простейшем случае вокруг одной оси) со временем меняется размер освещенной области, а значит, и измеряемая нами яркость.

Формы астероидов очень похожи на картофель (эллипсоид). При такой форме в течение одного периода чередуются два максимума и два минимума яркости. Единственные два исключения могут возникнуть, если мы посмотрим на полюс астероида или если мы наблюдаем сбоку очень симметричный эллипсоид.

Астероиды не имеют гладкой плоской поверхности. Они имеют неправильную форму, на них также могут образовываться кратеры. Эти стыки отбрасывают тени под разными углами. Однако это не влияет на определение периода фотометрическим измерением, поскольку отражательная способность поверхности все равно меняется таким же образом.
Благодаря многолетним наблюдениям и получению достаточного количества данных о яркости различных тел на небе мы можем определить не только период существования тела, но и его форму. В этой области для нас наиболее полезны данные ПЗС-камер.

 Нахождение периода

Существует несколько методов эффективного нахождения периода. Есть два основных принципа, которые используют большинство существующих алгоритмов:

Данные за разные периоды нанесем на фазовую кривую (она показывает зависимость размера звезды планеты от фазы вращения), где горизонтальная ось (фаза) разбита на небольшие интервалы и в каждом рассчитывается разброс точек из них.
Наилучшим периодом выбирается период, для которого эта дисперсия наименьшая. Этот метод подходит, когда мы не можем заранее оценить форму фазовой кривой.

Второй метод заключается в интерполяции измеренных данных с помощью подходящих математических функций. Наблюдение астероидов и определение их периодов на практике происходит таким образом, что наблюдатель фокусируется на определенной точке неба, обычно с наименьшими световыми помехами. Он находит стабильную опорную звезду вблизи объекта наблюдения и затем через определенные промежутки времени проводит сравнительные измерения.

В зависимости от того, насколько хорошо оборудовано просмотровое устройство, оно может менять фильтры или некоторые настройки. Полученные значения наблюдений записываются в кривую блеска, где на горизонтальной оси указано время (в основном юлианская дата) наблюдения, а на вертикальной оси — разница блеска звезды сравнения и планеты.

Оно может иметь положительные или отрицательные значения. Результаты наблюдений (в основном несколько ночей подряд) переписываются в новую фазовую кривую, где по горизонтальной оси показаны фазы периода, а по вертикальной — истинная звездная величина астероида. Всегда необходимо иметь данные измерений с достаточным интервалом времени, поскольку геометрия нашего взгляда на астероид меняется.

Хотите принять участие в распределенных вычислениях, тогда, Вам сюда:
https://boinc.ru

[Programma.Boinc]

Исследование астероидов в наших домах - Asteroids@home часть 2

(кликните для показа/скрытия)

Исследование астероидов в наших домах - Asteroids@home часть 2

Наблюдения методом затмения
Астероиды можно наблюдать и методом затмения, даже на любительском уровне.

Затмение — астрономическое явление, при котором один объект полностью скрыт за другим объектом, расположенным между затемняющим объектом и наблюдателем. Ярким примером этого явления является полное солнечное затмение, которое мы можем наблюдать с Земли, когда Луна оказывается между нами и Солнцем на подходящем расстоянии.

Астрономы уже несколько столетий используют затмения далеких звезд планетами нашей солнечной системы для изучения их атмосферы или количества лун. К сожалению, предсказание такого явления чрезвычайно сложно, и впервые оно удалось только в 1958 году.

В настоящее время можно предсказать многие затмения на несколько месяцев вперед, и данные дополнительно уточняются по мере приближения времени затмения. Благодаря своевременным прогнозам астрономы разных стран могут наблюдать один и тот же объект и таким образом постепенно детально картировать все явление.

Это также очень полезно для скрытного исследования астероидов. Методом покрытия (при наблюдении затмения звезды SAO 120774 (6,2 mag.) астероидом (532) Геркулина) первый двойной астероид (т.е. пара астероидов, вращающихся вокруг друг друга) была открыта уже в 1978 г., что также подтвердилось в 1993 году зондом «Галилео».

Путем затменных наблюдений можно определить приблизительную форму планет в данный момент или ее изменения за короткий период времени. Окклюзия в одном месте Земли длится всего несколько секунд, но благодаря качественным предсказаниям и последующим наблюдениям в разных местах можно узнать много полезной информации об объекте.
Радиоастрономия

Этот научный метод занимается изучением небесных тел с помощью радиоволн. Радиоволны длиннее световых, поэтому для приема хорошего сигнала необходима очень большая антенна или массив антенн, работающих вместе. Радиотелескопы состоят из параболической антенны, которая отражает волны на приемник, который обнаруживает и усиливает сигнал в полезные данные. Это позволяет астрономам видеть небо в радиочасти спектра. Для радиоастрономии используются либо огромные радиотелескопы, либо сети телескопов меньшего размера (например, Very Large Array), состоящие из 27 независимых радиоантенн длиной 25 м и массой 209 т. Огромные телескопы имеют тот недостаток, что они не направлены и поэтому покрывают только около 30% неба. Напротив, сети радиотелескопов покрывают до 80% неба.

Очень большой массив телескопов

Так называемая «активная» радиоастрономия используется для радионаблюдений астероидов нашей Солнечной системы. Для этого нужен не только радиотелескоп, способный принимать, но и передавать сигналы (что-то вроде классического радара). В настоящее время у нас есть только два таких устройства, а именно радиотелескопы Аресибо (диаметр 305 м) и Голдстоун (диаметр 70 м). Радиотелескоп фокусируется на известном объекте, посылает сигнал и снова принимает его после отражения. Луч передачи имеет относительно небольшую дальность действия и угловой размер всего 1' (одна угловая минута), поэтому нам необходимо точно знать, где в любой данный момент находится исследуемый объект (в этом нам помогает оптическая астрономия). Поскольку мы знаем точные характеристики передаваемого сигнала, мы можем узнать много важной информации об объекте, проанализировав захваченный сигнал.

Астероид 2010 JL33, обнаруженный радаром

Радиослежение за астероидами не только дает нам изображение объекта с заданным интервалом времени, но и выявляет размеры, форму и скорость вращения. В то же время он может указывать путь тела и показывать различные особенности поверхности планеты. Однако в долгосрочной перспективе такое наблюдение астероидов станет роскошью, которую не может себе позволить ни одно учреждение.

Если бы мы хотели нанести на карту сотни тысяч известных астероидов в нашей солнечной системе, то одному радиотелескопу потребовались бы сотни лет, чтобы сделать это и ничего больше. Кроме того, астрономы каждый день объявляют о появлении новых астероидов.

Начало радиоастрономии относится к 1931 году, когда американский радиоинженер чешского происхождения Карл Янский исследовал источники радиошума. В ходе этого расследования он обнаружил, среди прочего, излучение из далекого космоса. Наибольшее развитие эта область получила после Второй мировой войны. С помощью современного оборудования мы можем изучать далекие галактики, формирование галактик и черные дыры.

Здесь используется пассивное зондирование излучения объектов в космосе в радиочасти спектра. Поэтому радиотелескопы используются для широкого круга исследований, и для астероидов остается мало места. К их помощи обычно обращаются только тогда, когда какое-то тело идентифицируется как потенциальная опасность столкновения с Землей. Но это не значит, что они помогут нам в каждом случае. Как и при наблюдении в телескоп, при использовании этого метода могут возникать различные экранировки, интерференции и перекрытия, и рассматриваемый объект может оставаться ненаблюдаемым в течение длительного времени.

Влияние Солнца на астероиды

Всего несколько лет назад ученые обнаружили, что астероиды (размером до 30 км) меняют скорость своего вращения. Как и во многих вещах в нашей солнечной системе, виновато Солнце, а именно его тепловое излучение.

Уже в 1901 году русский инженер-строитель Иван Осипович Ярковский подробно описал явление, которое могло повлиять на изменение траектории космических тел, то есть главным образом планет. Когда Солнце нагревает дневную сторону объекта, тепловая энергия поглощается, которая позже излучается в пространство на ночной стороне. Степень влияния тела зависит от его формы, размеров, скорости вращения, расстояния от Солнца, а также от его состава.

Эта постоянно выделяющаяся энергия на одной стороне объекта действует подобно небольшому ракетному двигателю, который отклоняет планету с орбиты. Исследование Ярковского успешно оставалось незамеченным на протяжении десятилетий, пока почти сто лет спустя это явление не было подтверждено точными измерениями научной группы из трех человек. Наблюдая за этим эффектом, было обнаружено, что эти тепловые изменения также оказывают влияние на скорость вращения, которая постепенно увеличивалась для большинства наблюдаемых тел.

Вращение меньшего тела, получившего обозначение 2000 PH5, за год ускорилось на одну миллисекунду. Для более крупного астероида 1862 Аполлон (диаметр 1,4 км) период вращения (3 часа) сокращается даже на 4 миллисекунды в год. В то же время это изменение вращения заставляет полюса выпрямляться в сторону полюсов эклиптики. Эффект получил название YORP — аббревиатура имен четырех ученых Ярковского–О’Киф–Радзиевского–Паддака, принимавших участие в его открытии.
Эффект Жарковского может даже повлиять на изменения орбит в главном поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Благодаря этому они также смогут выйти на орбиты, где смогут столкнуться с одной из планет. Если астероид превышает критическую частоту вращения, то из-за своей хрупкой структуры он часто распадается и образует двойные (бинарные) системы. Они не только вращаются вокруг своей оси, но и вращаются вокруг общего центра тяжести. В результате эффекта YORP они также могут постепенно ускорять свое взаимное вращение.

Моделирование астероидов и исследование их периодов с помощью компьютеров

Как я уже указывал в описании фотометрии, можно определить период вращения астероида, но даже его форму и модель. Несколько лет назад финский учёный Микко Каасалайнен и его коллеги придумали математически красивый и практически работающий метод.

Каасалайнен — профессор кафедры математики Технологического университета Тампере и в основном занимается обратными методами и их применением в астрофизике. Благодаря его исследованиям в области инверсии кривых блеска мы можем моделировать наиболее вероятные формы астероидов на основе фотометрических данных разного времени наблюдений в разных местах нашей планеты и с помощью разных инструментов.

Демонстрация различной формы кривой блеска на каждом из оборотов, обусловленная изменением отражающей поверхности тела. Источник: astronomie.cz

Используя этот метод, мы предполагаем: из взаимной геометрии Солнца, Земли и наблюдаемого астероида в данный момент времени из эфемерид (данных о положении известных движущихся астрономических объектов в определенное время), предоставленных Лабораторией реактивного движения НАСА через систему Horizons, каталог AstOrb, а также данных об орбитах малых тел, предоставленных обсерваторией Лоуэлла во Флагстаффе.

Большим преимуществом является то, что вообще нет необходимости наблюдать за одним объектом на небе в течение нескольких часов, даже для определения периода вращения. Нам будет достаточно так называемых разреженных фотометрических данных, созданных в ходе случайных и целенаправленных съемок неба в различных местах планеты, но они нужны нам за период в несколько лет.

С течением времени меняется геометрия положения Земли, Солнца и освещенной части астероида, а благодаря этому и угол нашего обзора на него. Поэтому, если у нас есть достаточное количество измерений из разных геометрий, мы можем вывести модель формы астероида, направления оси вращения и периода вращения. Если бы астероид был круглый, он все равно был бы такой же яркости, наоборот, при вытянутом астероиде мы будем наблюдать большое изменение яркости при взгляде сбоку и небольшое при взгляде со стороны полюса.

К счастью, астероиды имеют однородное альбедо (на них нет светлых или темных пятен), иначе яркость даже круглых объектов изменилась бы и их форму невозможно было бы определить. Разреженная фотометрия происходит таким образом, что телескоп систематически сканирует все небо по частям, останавливаясь в каждом поле зрения всего примерно на 30 секунд и измеряя яркость, возможно, сотни объектов одновременно. Затем он перемещается в следующее поле зрения. Он записывает измеренную яркость и положение отдельных объектов в виде фотометрических точек. В дальнейшем эти точки каталогизируются для каждого объекта отдельно.

Таким образом, метод моделирования астероидов на основе разреженной фотометрии относительно нетребователен с точки зрения отслеживания и выполнения измерений, но еще более сложен с точки зрения математической обработки, и именно поэтому компьютеры должны нам помочь.

Программа обрабатывает только данные, присвоенные одному объекту из множества фотометрических точек, записанные за более длительный период наблюдений. В поисках модели постепенно тестируются несколько сотен тысяч возможных периодов вращения в диапазоне от двух до ста часов. За один шаг периода пробуется несколько полюсных позиций и соответствующие им формы, поэтому он работает с тремя неизвестными значениями (период, ось, форма) и пробует миллионы их комбинаций.
Синтетические кривые блеска модели сравниваются с входными фотометрическими данными, и модель, которая лучше всего соответствует входным данным (мы говорим, что она «подходит»), обозначается как наиболее вероятная модель тела.

Может существовать только одна модель, которая будет иметь значительно лучшее соответствие, чем другие модели, или их может быть больше с аналогичными значениями соответствия, тогда невозможно четко определить, какая из них является правильной. Иллюстративная демонстрация функциональности такого компьютерного моделирования, основанная только на разреженных фотометрических данных, была опубликована и продемонстрирована Каасалайненом с несколькими сотрудниками уже в 2001 году. Однако из-за отсутствия качественных разреженных фотометрических данных это исследование не проводилось на более крупных объектах.

Однако эта возможность и область астрономии заинтересовали, Йозефа Дюреха, доктора философии. (ассистент Астрономического института Карлова университета), который в 2005–2006 годах ездил непосредственно в Хельсинки на стажировку, где работал с Каасалайном.

После возвращения он получил трехлетний грант (GP205/07/P070) от Грантового агентства Чехии на исследования в этой области, а по результатам 2009 года он был продлен еще на пять лет (GAP209/ 05.10.37).

В качестве вычислительного инструмента он может использовать соборный кластер, состоящий из нескольких компьютеров (http://sirrah.troja.mff.cuni.cz/tiger/).

Однако из-за других исследований, проведенных в Астрономическом институте, он может использовать только примерно 1/3 от общей производительности кластера. В качестве основы для исследований можно использовать высококачественные фотометрические данные 1950-х годов. Для успешного результата достаточно 100 – 200 измерений в течение 5 – 10 лет в зависимости от свойств объекта.

К сожалению, для большинства планет отсутствуют качественные фотометрические данные, поскольку основная цель астрономов – не измерение яркости объектов, а поиск новых.

В проекте обрабатываются данные преимущественно пяти выбранных обсерваторий, которые содержат минимум неточностей. В будущем основными поставщиками данных должны стать: Проект Pan-STARRS (Панорамный обзорный телескоп и система быстрого реагирования - http://pan-starrs.ifa.hawaii.edu/public/) Института астрономии Гавайского университета.

После завершения он будет состоять из четырех 1,8-метровых телескопов с широким полем зрения, которые смогут наблюдать небо несколько раз в месяц. Это создаст наиболее полную на сегодняшний день систему обнаружения астероидов. Большинство обнаруженных тел будут принадлежать главному поясу астероидов, и в конечном итоге можно будет вывести модель примерно для 100 000 астероидов.

На данный момент первый из телескопов Pan-STARRS 1 работает и уже начал предоставлять данные. Второй телескоп Pan-STARRS 2 находится в стадии строительства и должен заработать через несколько лет.

GAIA — космический зонд Европейского космического агентства (ЕКА — http://sci.esa.int/science-e/www/area/index.cfm?fareaid=26), который будет запущен в 2013 году. Его основная цель — точная астрометрия и звездная фотометрия. Однако это также вызовет большое развитие в исследованиях малых тел Солнечной системы, так как даст большой объем астрометрических и фотометрических данных высокой точности.

Его окончательное положение будет спиной к стыку Солнца и Земли, на расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли. Таким образом, наша материнская планета будет значительно защищать ее от солнечного света, а для полной защиты у нее будет собственный десятиметровый солнечный экран. За пять лет запланированного срока эксплуатации зонд должен дважды детально закартировать все небо и измерить изменение положения объектов и их яркости. На основе данных, полученных зондом, должна быть создана 3D-карта нашей Галактики.

Наглядное изображение зонда GAIA в космосе. Источник: asu.cas.cz LSST


(Большой синоптический обзорный телескоп — http://www.lsst.org/lsst/) — предлагаемый наземный телескоп диаметром 8,4 м. Его разработка уже ведется, и первые наблюдения ожидаются в 2019 году. За свою работу в области исследования астероидов, Дюрех уже частично был вознагражден тем фактом, что один из астероидов носит его имя 21888 Дурех (1999 UL44).
Это огромная честь, поскольку назвать планету в честь кого-то — очень долгое путешествие с сомнительным успехом. Сначала должна появиться планета. Затем первооткрыватель предлагает имя в честь какой-то важной личности, и только Международный астрономический союз (МАС) либо одобряет это предложение, либо нет. Это зависит прежде всего от так называемой цитаты, в которой в 50 знаках с пробелами описываются величайшие заслуги данной личности.

Исследования в рамках чешского проекта распределенных вычислений - Asteroids@home

Распределенные вычисления уже более пятнадцати лет помогают многим областям научных исследований. Вместе с биологией, астрономия принадлежит к самым популярным и в то же время к тем, исследования в которых наиболее ускорились в прошлом именно благодаря этой добровольной деятельности нескольких миллионов простых людей. Распределенные вычисления доступны каждому, у кого есть компьютер и хотя бы время от времени подключается к Интернету.

Благодаря простоте подключения и возможности выбора из большого количества проектов (только в системе BOINC их уже больше сотни) это занятие становится все более популярным.

В области исследования астероидов использование распределенных вычислений также не является чем-то новым. Наибольшим успехом, безусловно, стало исследование аэрогеля зонда Stardust после его возвращения на Землю в рамках проекта Stardust@home. Ученым нужно было точно определить, где находятся захваченные микрочастицы пыли из хвоста кометы 81P/WILD2, и на это всей научной команде потребовалось бы не менее 20 лет работы в лаборатории. Отсканировав участки геля и отправив изображения сотням тысяч подписавшихся добровольцев, исследователи смогли изучить желанные и столь необходимые образцы в течение нескольких месяцев.

В 2010 году некоммерческая организация Чешская национальная сборная о.с. (CNT – крупнейшая чешская команда в области распределенных вычислений – более 11 000 членов) в сотрудничестве с Чешским астрономическим обществом (ЧАС) предложила свою помощь астрономическим исследовательским институтам Чехии. Предложение касалось предоставления части больших вычислительных мощностей команды CNT для создания и развития первого чешского проекта распределенных вычислений системы BOINC. Также была предложена помощь в создании проекта, его управлении и, возможно, также в предоставлении компьютерного оборудования.

На основании выраженного интереса Mgr. Дюреха, в его офисе в Астрономическом институте Великобритании в Праге 3 декабря 2010 года состоялась встреча, на которую пришли трое представителей CNT o.s. (Вит Клибер, Радим Ванчо и Душан Выкуржил) и Петр Соботка (секретарь ČAS). На этой встрече был представлен проект моделирования астероидов, область исследований распределенных вычислений, возможность помощи CNT, а также возможная помощь ČAS. Было обнаружено, что исследования по моделированию астероидов идеально подходят для распределенных вычислений, поскольку большое количество моделей для одного астероида можно разделить на любое количество, которое будет содержать каждый из вычислительных блоков. Впоследствии они будут отправлены тысячам добровольных пользователей распределенных вычислений для обработки на их домашних или рабочих компьютерах. Исходя из всеобщего интереса, на месте были определены основные цели для фактического запуска проекта, а также конкретные задачи.

Фотографии с рабочей встречи в Великобритании

Для запуска проекта, которым руководил Радим Ванчо, использовался сервер CNT o.s. В течение 2011 года  Дюрек модифицировал исходный код программы для кластера, чтобы он соответствовал работе распределенных вычислений на домашних компьютерах.

Проекту также дали название — Asteroids@home.

Радим Ванчо позаботился о последующей установке сервисной системы BOINC, создании страниц проекта и компиляции приложения. Сначала 15 июня 2012 года он выпустил приложение для системы Linux, 7 декабря 2012 года — для Windows, а к концу года ему удалось выпустить приложение для некоторых смартфонов мобильных телефонов.

Увеличение доступной мощности для самого проекта произошло немедленно. Уже вычисления в системе Linux превысили производительность, доступную на университетском кластере, а через месяц после выпуска приложения Windows это обеспечило рост производительности более чем в десять раз. Через 40 дней, то в двадцать раз. В то же время проект лишь медленно становится известен постоянным пользователям распределенных вычислений и наверняка найдет немало новых.
В настоящее время моделирование по-прежнему происходит с теми же настройками, что и в начале исследования, только в помещениях Варшавского университета. Однако если число проектов продолжит расти, можно будет протестировать более детальные расчеты, в том числе измерения в инфракрасном тепловом поле, которое примерно в 100 раз более требовательно к производительности компьютера. Эта модель уже прошла испытания в Великобритании и ее внедрение будет реалистичным в случае достаточных характеристик.

Если бы было достаточно мощности, можно было бы изучить тысячи новых и различных вариантов формы моделей, и шанс найти только одну модель, которая значительно лучше всего соответствовала бы входным данным, был бы еще выше. В настоящее время моделирование одного астероида разбивается на несколько сотен рабочих единиц, и каждая отправляется на два разных компьютера, разным владельцам, для проверки правильности расчета. На сайте проекта есть список однозначных моделей астероидов, а также там указано имя калькулятора, который на своем компьютере обработал наиболее точную предсказанную форму астероида: http://asteroidsathome.net/cs/scientific_results.html

Входные данные предварительно обрабатываются в AU UK. Затем в проект вносятся данные о яркости, времени и геометрии наблюдения для каждой фотометрической точки. Крайние значения, бессмысленно отклоняющиеся от остальных значений, автоматически исключаются из входных данных перед вставкой в проект. Они могут быть вызваны систематическими ошибками наблюдателя, рассеянием света в атмосфере или неправильным расчетом значений освещенности от разных фильтров наблюдения.

К сожалению, на входе не может быть обнаружена ошибка в виде значения, близкого к другим значениям. Если их всего несколько, то они явно вытекают из предсказанного периода наиболее вероятной модели, так как они совпадают, скажем, для 199 измерений из 200, а одна фотометрическая точка полностью отклоняется. Если ошибок больше, это, по сути, непоправимая проблема. Для таких объектов нам придется дождаться новых разреженных фотометрических данных, которые уже будут более точными.

Текущий показатель успешности моделирования на проекте — всего несколько уникальных моделей из ста обработанных объектов. Однако с повышением качества данных Pan-STARRS и более поздних других проектов уровень успеха будет быстро увеличиваться. При этом также будет происходить постепенное уточнение уже обработанных результатов и новая обработка на основе расширенного числа фотометрических точек. Однако неудачные данные исследуются еще дальше в кластере Великобритании, хотя и с гораздо меньшей вычислительной мощностью.

Многие результаты сразу становятся недействительными, поскольку имеют несколько разных моделей (имеют разную форму, периоды и полюса) с одинаковым соответствием из одного исследуемого набора измерений, что недопустимо как однозначный результат исследования. Без дополнительной информации невозможно решить, какой из них правильный, но для некоторых объектов мы знаем такую дополнительную информацию.

Например, из многих долгосрочных наблюдений конкретных объектов астрономами со всего мира мы знаем время вращения большого количества тел или имеем изображения наблюдений затмений. После включения этой дополнительной информации последующая подгонка может выявить только одну хорошую модель из нескольких оцененных моделей.

Как упоминалось выше, в этом отношении было бы очень полезно включить данные инфракрасного спектра в реальное моделирование проекта. Надеюсь, скоро найдётся достаточное количество людей, заинтересованных в обработке данных для проекта, и эти данные можно будет использовать в моделировании.

Полученные в результате высококачественные модели этого метода уже сравнивались в прошлом с результатами, например, радиоастрономии или других методов наблюдений. Сравнение было очень положительным. Полученные модели хорошо характеризуют глобальную форму астероида (хотя и не способны показать все детали), точно определяют период вращения и определяют ось вращения с максимальным отклонением 20°.

Какие результаты нам принесут?

При наличии достаточно качественных входных данных мы ожидаем получить модели для десятков тысяч астероидов. Это число кардинально изменит наше представление о населении малых тел Солнечной системы.

Моделирование астероидов будет способствовать лучшему пониманию динамики и физических свойств этих тел, что важно, поскольку астероиды являются остатками периода формирования Солнечной системы. Изучая их, мы сможем получить знания не только о том, какой была Вселенная вокруг нас несколько миллиардов лет назад, но и о том, что нас ждет в будущем.
Например, исследование вышеупомянутого эффекта Жарковского и его влияния на расчет будущей траектории тела основано главным образом на положении оси вращения, периоде вращения и форме объекта, т.е. всех трех параметрах, которые определяет проект.

Проект Asteroids@home помогает нам раскрыться.

К сожалению, некоторые астероиды мы видим большую часть времени под небольшим фазовым углом (Солнце-Земля-астероид), и используемый метод не работает для такой ограниченной геометрии. То же самое справедливо и для большинства астероидов в регионе за пределами Главного пояса астероидов.

Так что важен не столько размер или расстояние до астероида, сколько его положение и орбита. Конечно, благодаря запланированным новым доступным технологиям можно будет обрабатывать большее количество тел меньшего размера, чем раньше. В то же время входные данные будут более точными и, следовательно, увеличится вероятность найти реальные подходящие модели.

Сегодня нам известно более 400 000 астероидов, но только 3500 имеют известный период, 300 имеют известную форму и 10 были сфотографированы зондами. Мы считаем, что астероиды содержат ответы на вопросы о том, как сформировалась наша Солнечная система, как сформировались основные строительные блоки планет и как планеты мигрировали.

Только что упомянутые обзоры неба Pan-STARRS и LSST должны обнаружить большое количество новых тел не только в Главном поясе астероидов, но и далеко за его пределами. Благодаря новым знаниям и моделированию мы смогли лучше понять точное происхождение отдельных поясов астероидов и составить карту их движения. В то же время это позволит нам гораздо лучше прогнозировать поведение астероидов в будущем, уточнить их прогнозируемые орбиты и понять, как лучше всего избежать потенциального столкновения с Землей.

Итак, подведем итог опасности астероидов (соответственно комет) и возможности неожиданного появления тела, грозящего столкновением с Землей – это может случиться в будущем и это уже случалось много раз в истории Земли.

В настоящее время мы только начинаем узнавать об астероидах и еще многое о них предстоит узнать. Мы можем рассчитать траекторию обнаруженных нами объектов во времени и наблюдать за ними. Но оно должно находиться в подходящем для наблюдения месте, что является проблемой из-за концентрации объектов в плоскости эклиптики. Об этом свидетельствует последний пятнадцатиметровый объект, который ускользнул от нашего внимания и части которого неожиданно упали в окрестностях Челябинска, города с населением более миллиона человек.

Объект такого размера в настоящее время слишком мал, чтобы мы могли подать раннее предупреждение. Низкая отражательная способность этих тел также не сильно помогает нам в наблюдении. Гораздо больше шансов, если он пролетит мимо Земли на небольшом расстоянии и только когда вернется, он будет угрожать столкновению с поверхностью.

Однако даже в таком случае точный расчет ее следующего пути очень сложен и для этого нужна лучшая техника и подходящие условия наблюдения. С одной стороны, по мере приближения к Солнцу его орбита изменится из-за эффекта Жарковского, скорость его вращения изменится из-за эффекта YORP, оно потеряет часть своей массы, и это зависит только от состава тела., как изменится его форма, т.е. другие свойства.

При этом нам приходится учитывать гравитационное воздействие планет, к которым они приближаются, Солнца и возможность столкновения с другими телами. Но чем больше мы узнаем об астероидах, тем лучше мы сможем предсказать их поведение и тем заранее сможем подготовиться к возможной угрозе.

Оставим это учёным, у которых в голове наверняка есть несколько вариантов защиты. Однако каждый из нас может помочь им узнать о космосе в районе астероидов дома (или на работе) на своем персональном компьютере с помощью проекта Asteroids@home.

Этот проект, безусловно, тем более интересен, что он первый в нашей стране, использующий неиспользованную в противном случае мощность обычных домашних компьютеров через распределенную систему BOINC.

В подобных научных проектах задействованы миллионы компьютеров по всему миру, в том числе компьютеры более 32 тысяч добровольцев из Чехии.

Благодаря проекту Asteroids@home эта огромная мощь может перестать перетекать только в зарубежные проекты и мы можем помочь и отечественному проекту. Возможно, скоро каждый из нас увидит хотя бы один из наших смоделированных астероидов, их действительно очень много ждет нас на небе.

Хотите принять участие в распределенных вычислениях, тогда, Вам сюда:
https://boinc.ru