Gammapulsare fischen mit dem PC

  • 26. November 2013

Mit Einstein@Home entdecken Freiwillige in den Daten des NASA-Satelliten Fermi vier kosmische Leuchttürme.

Hans-Peter Tobler aus Rellingen entdeckte mit Hilfe seines Heimcomputers einen der vier neuen Pulsare

Abb.: Hans-Peter Tobler aus Rellingen entdeckte mit Hilfe seines Heimcomputers einen der vier neuen Pulsare. Angesichts von hunderttausenden von gemeinschaftlich arbeitenden Computern hätte er nie erwartet, dass ausgerechnet sein Rechner etwas entdecken würde. (Bild: privat)

Das Zusammenspiel von weltweit verteilter Rechenkraft und innovativer Analysemethoden erweist sich als Erfolgsmodell für die Suche nach neuen Pulsaren. Max-Planck-Forscher haben nun vier Gammapulsare in internationaler Zusammenarbeit in Daten des Weltraumteleskops Fermi entdeckt – und zwar mit dem Projekt Einstein@Home, das mehr als 200.000 Computer von rund 40.000 Teilnehmern aus aller Welt zu einem globalen Superrechner verbindet. An der Entdeckung waren Freiwillige aus Australien, Deutschland, Frankreich, Japan, Kanada und den USA beteiligt.

Seit seinem Start im Jahr 2008 beobachtet der NASA-Satellit Fermi den gesamten Himmel im Bereich der Gammastrahlung. Dabei entdeckte er Tausende bisher unbekannte Quellen hoch energetischer Strahlung, unter denen sich vermutlich auch Hunderte neue Pulsare befinden, also die kompakten, schnell rotierenden Überreste explodierter Sterne. Doch diese neuen Gammapulsare eindeutig zu identifizieren ist sehr rechenaufwendig – weite Parameterbereiche müssen in sehr hoher Auflösung „abgetastet“ werden.

„Das Innovative an unserer Lösung für die rechenaufwendige Suche nach Gammapulsaren ist die Kombination besonders effizienter Verfahren mit der verteilten Rechenkraft von Einstein@Home“, sagt Holger Pletsch vom MPI für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut). „Die Freiwilligen aus aller Welt ermöglichen es uns, den riesigen Rechenberg der Fermi-Datenanalyse zu bewältigen. Sie leisten so einen unschätzbaren Dienst für die Astronomie“, so Pletsch. Ursprünglich wurde das Projekt 2005 ins Leben gerufen, um in den Daten des US-amerikanischen LIGO-Observatoriums nach Gravitationswellen zu fahnden – weiterhin die Hauptaufgabe. Seit Anfang 2009 widmet es sich auch der Suche nach neuen Radiopulsaren.

Die Beiträge aller Einstein@Home-Teilnehmer werden in der Veröffentlichung gewürdigt. Insbesondere danken die Wissenschaftler namentlich den acht Freiwilligen, deren Computer die Entdeckungen machten. Sie stammen aus Australien, Deutschland, Frankreich, Kanada, den USA und Japan. Als Anerkennung erhalten die Acht besondere Entdeckungszertifikate.

Die vier mit Einstein@Home entdeckten Gammapulsare befinden sich alle in der Ebene unserer Milchstraße

Abb.: Die vier mit Einstein@Home entdeckten Gammapulsare befinden sich alle in der Ebene unserer Milchstraße. Diese lässt sich in dieser Himmelskarte des Large Area Telescope (LAT) von Fermi als Band besonders intensiver Gammastrahlung erkennen; hellere Farben zeigen stärkere Strahlung an. Die Ausschnittsvergrößerungen zeigen die vier Pulsare als Punktquellen. Die Flaggen geben die Nationalitäten der an den Entdeckungen beteiligten Einstein@Home-Freiwilligen an. (Bild: B. Knispel, H. Pletsch, AEI / NASA / Fermi LAT Coll.)

Nicht nur sind die vier Gammapulsare die ersten, die Astronomen mit einem freiwilligen verteilten Rechenprojekt gefunden haben. Die kosmischen Leuchttürme selbst weisen Besonderheiten auf. „Spannend ist, dass alle vier Pulsare entlang der Ebene der Milchstraße liegen“, so Michael Kramer, Direktor am MPI für Radioastronomie. Denn Durchmusterungen im Radiobereich haben diesen Himmelsabschnitt bereits intensiv unter die Lupe genommen – die vier Pulsare waren dabei verborgen geblieben; entdeckt wurde lediglich ein vergleichbarer Neutronenstern.

Künftig spielen die effizienten Suchmethoden eine immer wichtigere Rolle, denn Fermi liefert voraussichtlich noch mindestens fünf Jahre lang neue Daten. Je länger die erfasste Messzeit ist, umso schwächer sind die Pulsare, die sich aufspüren lassen. Und mit zunehmender Messzeit wächst zugleich der Rechenaufwand. Während konventionelle Methoden bereits jetzt in der Praxis zu viel Rechenzeit benötigen, ist bei den neuen Methoden noch Spielraum nach oben.

AEI / OD

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