宇宙充满了神秘。这些谜题不能单靠观察来解决，但研究人员可以通过建模来研究它们。然而，这需要巨大的处理能力，而且非常昂贵。现在，尼尔斯·玻尔研究所天体物理学和行星科学的研究人员刚刚获得了在欧洲超级计算机上运行9100万CPU小时的许可，用于三个主要的研究项目。
“天体物理学和行星科学正进入一个忙碌而激动人心的时代。这个巨大的处理能力在明年使用和项目涉及几乎所有的小组的研究人员和学生以及国际的同事,”克劳斯Galsgaard说,副教授研究小组和领导的一个欧洲先进的计算应用程序合作(PRACE),它为工业和研究提供了使用欧洲最大超级计算机的途径。
PRACE在欧洲选择了30个项目，其中天体物理学和行星科学的3个项目获得了9100万CPU小时的许可，占欧盟超级计算机总时间的12%。(如果从丹麦国家超级计算机购买计算能力，将花费700万克朗)。
太阳风暴和恒星风暴
Klaus Galsgaard副教授为“Ab inito 3d MHD太阳和恒星日冕模拟”项目在意大利马可尼超级计算机上获得了6000万CPU小时的CPU时间。
“通过使用新的物理逼真的计算机模型，我们将研究将太阳外层大气日冕加热到数百万开氏度的机制。这种变暖是由穿透太阳表面的磁场引起的，磁场将能量从太阳内部转移到日冕，那里的气体密度非常低，因此能量转移的效果很大。随着日冕中能量的释放，日冕中的电子和质子加速到接近光速的速度。日冕中的能量爆发还会引发“太阳风暴”，日冕的某些区域被撕裂，并被送入太阳系。当它们撞击地球及其周边地区时，北极光就会形成，在极端情况下，电力和通信系统会中断。克劳斯·盖尔斯加德解释说:“我们将以一种新的创新方式结合磁场动力学模型和粒子模拟来研究太阳日冕的过程。”
这些实验将有助于为更好地理解太阳风暴奠定基础。这项研究还将首次包括类似太阳的恒星日冕模型。
恒星的形成
Troels Haugbølle副教授为“恒星形成星团的定量模型”项目在意大利马可尼超级计算机上获得了2200万个CPU小时。
恒星是在巨大的气体云中诞生的，这些气体云在自身引力的作用下收缩。气体,成为一个明星通常来自距离通常是20000倍从地球到太阳的距离模型是现实的,他们需要包含足够的气体,这样很多明星可以出生在成百上千的星团。
“在恒星和行星形成中心，我们开发了一种独特的新方法，可以集中计算机计算新形成的恒星，包括小尺度和大尺度。通常，一个模型只会包括一个简单的描述，其中温度，压力和速度计算。但有了PRACE和世界级的计算能力也有可能计算云中的化学成分，比如研究水是如何在哪里形成的，以及从原始云到新形成的恒星的运输方式。这些模型将是有史以来最真实的恒星形成区域，数据将与欧洲大型ALMA望远镜与NBI天文学家密切合作的观测结果进行比较，”Troels Haugbølle解释说。
该项目将帮助研究人员更好地了解恒星在银河系中是如何形成的，即使计算“只”需要一年时间，但对大量数据的分析将让研究人员在未来几年忙碌起来。
行星形成
Oliver Gressel，助理教授，已经在西班牙Mare Nostrum超级计算机上获得了900万CPU小时，用于“演化原恒星系统的行星-盘相互作用”项目。
自古以来，我们只知道少数几颗行星，它们都围绕着我们的恒星——太阳运行。然而，在过去的20年里，在开普勒和CoRoT卫星以及地球上的望远镜的帮助下，研究人员发现了数千颗围绕银河系遥远恒星运行的所谓的系外行星。“当更仔细地观察系外行星系统时，我们就会清楚地发现，我们自己的太阳系可能不是那么典型，在其他恒星周围有大量不同类型的行星系统。了解这些系统是如何形成和进化的，是天文学研究中最活跃的领域之一。
如果你看向宇宙，你只看到时间的快照，但是哪些物理过程是恒星和行星形成的原因?这需要多长时间?计算机模拟可以帮助我们回答这个问题。Oliver Gressel制作了真实的原行星吸积盘的计算机模型，这些原行星吸积盘由尘埃和气体组成，环绕着新形成的恒星运行，在那里新行星正在诞生。新形成的行星与吸积盘相互作用，这既可以打开吸积盘的间隙，又可以导致行星运动。
奥利弗·格雷解释说,到目前为止研究人员只能研究行星迁移在短的时间内,但与更好的计算机模型和国际PRACE处理能力,他们将能够遵循整个行星系统在第一个几百万年,当行星系统的架构完成。问题是什么决定了系外行星系统的属性?-是行星诞生的地方吗?或者它们被带到吸积盘的什么地方，它是如何发生的?他们希望能够贡献重要的新知识来帮助回答这些问题。
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