Modelowanie obserwacji i stabilność pozasłonecznych układów planetarnych

Astrofizyka pozasłonecznych układów planetarnych jest intensywnie rozwijającą się dziedziną astronomii od ponad dwóch dekad. Analiza architektury i stabilności systemów wielokrotnych jest możliwa na podstawie ograniczonych danych obserwacyjnych dzięki temu, że opiera się zarówno na quasi-globalnych metodach optymalizacyjnych jak i technikach znanych w teorii układów dynamicznych oraz mechanice nieba. Celem referatu jest przybliżenie algorytmów obliczeniowych i wyników z tego zakresu.  Jednym z przykładów jest jedyny w swoim rodzaju układ planetarny młodej gwiazdy HR 8799, odkryty techniką bezpośredniego obrazowania w 2008 roku przez grupę Cristiana Marois (Kanada).  Składa się on z 4 masywnych planet jowiszowych na orbitach w skali 100 AU. Określenie stabilnej konfiguracji orbitalnej, zgodnej z dużymi masami planet i wiekiem gwiazdy (więzami astrofizycznymi) jest nadal wyzwaniem, ponieważ obserwacje obejmują ledwie 5% okresu orbitalnego skrajnej planety HR8799b (500 lat). Model układu stabilnego musi uwzględnić wzajemne, silne oddziaływania grawitacyjne planet. W konstrukcji tego modelu wykorzystano oryginalną metodę optymalizacji, wykorzystującą ewolucję astrofizyczną (efekt migracji planetarnej). Jest ona ogólną wersją algorytmów optymalizacyjnych z więzami dynamicznymi.

Przedmiotem referatu jest także opracowanie wieloprocesorowego środowiska obliczeniowego opartego o język Python. Celem tej części jest przedstawienie języka Python jako skutecznego narzędzia numerycznego ze względu na modularność, wieloplatformowość i prostotę integracji z kodami napisanymi w językach Fortran i C/C++. Cechy te skracają fazę konstruowania i uruchamiania relatywnie złożonych aplikacji obliczeniowych.