Résumé - Recherches accélérées par GPU pour des ondes gravitationnelles de transience longue provenant de jeunes étoiles à neutrons nées

Recherches accélérées par GPU pour des ondes gravitationnelles de transience longue provenant de jeunes étoiles à neutrons nées

2025-07-10 14:46:17

{"Joan-René Mérou","Rodrigo Tenorio","Alicia M. Sintes"}

{gr-qc}

La conférence espagnole d'astrophysique XII, tenue à Grenade, en Espagne, a mis en lumière des recherches novatrices en astrophysique, en particulier dans le domaine de la détection et de l'analyse des ondes gravitationnelles (GW). Une des vedettes était une présentation sur le développement d'une méthode innovante pour la recherche de transients gravitationnels à longue durée émis par des étoiles à neutrons nées. L'étude, réalisée par des chercheurs de diverses institutions, a été publiée dans les Actes de la seizième réunion scientifique de la Société astronomique espagnole. L'article présenté par J. R. Mérou, R. Tenorio et A. M. Sintes introduit une nouvelle approche pour détecter des ondes gravitationnelles transitoires longues (tCWs) provenant des restes de la coalescence de systèmes binaires d'étoiles à neutrons ou des supernovae. La détection de tels signaux est cruciale pour comprendre les propriétés des étoiles à neutrons et les lois fondamentales de la physique. L'équipe a utilisé les GPU et la bibliothèque JAX en Python pour créer un code qui surpasse considérablement les méthodes de recherche précédentes. L'efficacité computationnelle du code permet une large couverture du ciel, éliminant le besoin de localisation précise des événements. Cette nouvelle méthode sera utilisée dans la recherche de transients gravitationnels à longue durée suite à toute détection d'une coalescence de système binaire d'étoiles à neutrons dans les observations les plus récentes de la collaboration LIGO-Virgo-KAGRA. Les ondes gravitationnelles sont des ondulations dans l'espace-temps causées par des mouvements rapides de masse. Les étoiles à neutrons sont des restes très denses formés par le effondrement du noyau de étoiles massives et sont censées émettre des tCWs à longe durée après des coalescences ou des supernovae. La détection de ces ondes peut fournir des informations précieuses sur les propriétés des étoiles à neutrons et la physique fondamentale, y compris les tests de la relativité générale. La méthode développée dans cette étude implique l'analyse des données à l'aide de modèles, qui décrivent l'évolution prévue dans le temps-fréquence des signaux potentiels. Les chercheurs ont utilisé deux types de banques de modèles, l'une disposée en grille cubique et l'autre avec un échantillonnage aléatoire uniforme, pour couvrir une large gamme de signaux possibles. Par des simulations et des comparaisons avec la méthode Adaptive Transient Hough (ATrHough), l'équipe a démontré que leur nouvelle méthode atteint des sensibilités similaires mais avec des coûts computationnels considérablement inférieurs. La nouvelle méthode nécessite moins de modèles que ATrHough, ce qui la rend plus efficace pour la recherche dans de grandes quantités de données. Les résultats indiquent que le code optimisé pour GPU peut réduire le temps de calcul par modèle de jusqu'à 60 fois par rapport à ATrHough. Cela signifie que les analyses qui auraient pris des mois peuvent maintenant être achevées en quelques jours seulement, permettant une recherche plus efficace des ondes gravitationnelles transitoires à longe durée. En général, la conférence espagnole d'astrophysique XII a mis en lumière l'importance des méthodes innovantes pour la détection et l'analyse des ondes gravitationnelles. La recherche présentée dans cette étude non seulement avance le domaine de l'astronomie des ondes gravitationnelles mais montre également le potentiel de l'accélération GPU dans le calcul scientifique. La nouvelle méthode développée par les chercheurs pourrait mener à des découvertes plus significatives dans le domaine de l'astrophysique et contribuer à une meilleure compréhension de l'univers.