Dr. Carlos Esteban Carlos Pech

El doctor Carlos Esteban Carlos Pech es licenciado en física por la UNAM en 2002 y cuenta con un doctorado en astronomía planetaria y ciencias por la universidad de Queen Mary en Londres. Actualmente es miembro del Sistema Nacional de Investigadores nivel I y cuenta con un perfil deseable PRODEP, además es miembro del cuerpo académico de astronomía de la UANL

Supercómputo y big data en astronomía

  03/diciembre/2021  Seminario PISIS-UANL 2021      Asistencia : 17

Introducción

Se ha sugerido que la expulsión de material de la corteza terrestre al espacio interplanetario, acelerada en un gran impacto, puede resultar en el intercambio de material biológico entre la Tierra y otros cuerpos del Sistema Solar. En este artículo, analizamos el destino de los escombros expulsados ​​de la Tierra mediante simulaciones numéricas directas de la dinámica de una gran colección de partículas de prueba. Esto permite determinar la probabilidad y las condiciones para la colisión con otros planetas del Sistema Solar. También estimar la cantidad de partículas que regresan a la Tierra y chocan con la Luna en función del tiempo después de ser expulsadas.

Resumen

La difusión de la implementación de big data en el campo de la astronomía, así como los retos por venir con la apertura de “large Synoptic Survey Telescope” (LSST) el cual generará capturas del cielo entero del sur cada tres días, que en comparación con el telescopio espacial Hubble necesitaría 120 años para lograr dicho objetivo. Por lo tanto, generará una cantidad muy grande de datos que deben ser procesados (alrededor de 15 terabytes por noche). Nuevos métodos serán necesarios para manejar esta cantidad de datos para guiar a los astrónomos a través del proceso de descubrimiento.

El doctor Carlos Esteban presenta el artículo “Dynamics of escaping Earth ejecta and their collision probabilities with different Solar System bodies” en el que las tasas de colisión de la eyección de la Tierra con Venus y la Luna, así como las tasas de retroceso, están dentro de un orden de magnitud de los resultados reportados en la literatura; también determinaron la probabilidad de colisión con Marte y, por primera vez, las probabilidades de colisión con Júpiter y Saturno son calculadas. Los autores del artículo encontraron que la probabilidad de colisión con Marte es mayor que los valores determinados a partir de estimaciones de sección transversal de colisión informadas anteriormente.

El código Mercury-6 se utiliza para calcular la dinámica de las partículas de prueba bajo el efecto gravitacional de los planetas del Sistema Solar y el Sol. Se realizan una serie de simulaciones con diferentes velocidades de expulsión, considerando más de 105 partículas en cada caso será la base de datos generada por el LSST. Para la investigación del artículo se usaron aproximadamente un millón de archivos tomados de la literatura disponible.

Inconvenientes relacionados con el LSST radican en la complejidad del tratamiento de los datos obtenidos, ya que estos requerirán de procesamiento en tiempo real para reducir la cantidad de datos no procesados (raw data) para encontrar información relevante. Se estima que se genere aproximadamente un exabyte de información al día de datos sin procesar. China es pionero en el diseño y construcción de prototipos de centros de procesamiento de datos.

Algunos procedimientos como copiado de archivos, distribución de las condiciones iniciales y corrida del código que integrará dichas condiciones iniciales fue imposible de hacer con comandos de Linux como “ cp *.*” debido a la masiva cantidad de datos. Estos problemas se resolvieron al utilizar el C-Shell para automatizar el proceso de generación y búsqueda de resultados.

Para el procesamiento de esta gran cantidad de información se usaron tres servidores con 64 cores cada uno generando 770 gb de información por cada velocidad analizada (cinco en total). Una vez terminada la integración en cada core, solo se guarda el archivo con la información de colisión o no de la partícula y se borran el resto.

Conclusiones

Se presentó el artículo de investigación “Dynamics of escaping Earth ejecta and their collision probabilities with different Solar System bodies” en el que se calculan las tasas de colisión de la eyección de la Tierra con Venus y la Luna, así como las tasas de retroceso. Estas están dentro de un orden de magnitud de los resultados reportados en la literatura; también determinaron la probabilidad de colisión con Marte y, por primera vez, las probabilidades de colisión calculadas con Júpiter y Saturno. Además se encontró que la probabilidad de colisión con Marte es mayor que los valores determinados a partir de estimaciones de sección transversal de colisión informadas anteriormente. Se trabaja en modelar dos millones de partículas saliendo de la Tierra con tres diferentes velocidades para mejorar la estadística lo cual multiplicará el tamaño de los datos antes mencionados a una cantidad de datos doce veces mayor.