Das Vera C. Rubin Observatory (VRO) hat ein neues Weitfeldteleskop auf dem Gipfel des Cerra Pachon in Chile in Betrieb genommen. Mit einem Durchmesser von 8,4 Metern vermisst das Teleskop in 2682 Meter Höhe das Universum mit bislang unerreichter Empfindlichkeit. Nun werden die gewaltigen Mengen an Daten, die dieses Teleskop aus den fernsten Regionen des Kosmos sammelt, der wissenschaftlichen Gemeinschaft in Echtzeit zugänglich gemacht. Dies geschieht über fünf Zugangsknotenpunkte – einer davon ist die AMPEL-Plattform. AMPEL – Alert Management, Photometry, and Evaluation of Light curves – wurde seit 2019 von der Arbeitsgruppe Experimentelle Astroteilchenphysik und Kosmologie am Institut für Physik der Humboldt-Universität zu Berlin entwickelt, um die Messdaten zu klassifizieren und so überhaupt für Forschende handhabbar zu machen. Gehostet wird die Plattform am DESY-Rechenzentrum in Zeuthen.
„Das neue Teleskop wird es uns erstmals ermöglichen, Zehntausende explodierender Sterne, die während Milliarden von Jahren im Laufe der Expansion des Universums entstanden sind, genau zu beobachten. Anhand dieser Daten können Astrophysiker:innen dann nicht nur die Entstehung des Universums nachzeichnen, sondern auch die Eigenschaften von Dunkler Materie und Dunkler Energie untersuchen, zwei mysteriösen Energiequellen, die die heutige Entwicklung des Universums dominieren“, sagt Jakob Nordin, der das Projekt an der HU leitet. „Angesichts der schieren Menge an Daten waren wir gezwungen, neue, auf Methoden des maschinellen Lernens basierende, Analysewerkzeuge zu entwickeln“, so Nordin weiter. „Daraus ist AMPEL entstanden – eine Plattform, auf der Wissenschaftler ihre Fragestellungen direkt als Analyseschema kodieren können.“ Durch die automatisierte Klassifizierung der Messdaten können Forschende gezielt Daten zu den Ereignissen herausfiltern, die sie für ihre Untersuchungen benötigen. AMPEL liefert Tests zufolge im Vergleich mit anderen Zugangspunkten die genaueste Klassifizierung.
Mehr zum Rubin Observatorium
Der Trailer zum kosmischen Film
Mehr Schutz für den Weltraum
Der Kosmos ist zu homogen
Den Dunklen Sektor im Visier
Suche nach der Dunklen Materie
Die Verarbeitung der Daten und ihre Nutzung durch Forschende weltweit stellt besondere Herausforderungen. Denn die Kamera des Teleskops ist so sensitiv, dass sie Nacht für Nacht Millionen von Lichtsignalen meldet. „Die meisten Meldungen, die wir vom VRO erhalten, sind auf die normale Variabilität von Sternen zurückzuführen, nur einige wenige kündigen einzigartige Ereignisse an“, sagt Jakob van Santen vom DESY. „Deshalb mussten wir die Plattform so programmieren, dass sie Flexibilität und Rechenleistung vereint und gleichzeitig die wissenschaftlichen Standards der Reproduzierbarkeit erfüllt.“
In der EAT-Arbeitsgruppe am Institut für Physik der HU und am DESY wurde nicht nur die Plattform für die Verarbeitung der Daten entwickelt, sie wird in Zukunft auch von dort aus gewartet. Darüber hinaus werden die Forschenden die Daten für ihre Arbeit nutzen – speziell für die Untersuchung von Neutrinos aus dem Kosmos. „Dank der vom IceCube-Observatorium in der Antarktis nachgewiesenen Neutrinos können wir inzwischen Quellen hochenergetischer Teilchenbeschleunigung sehen. Aber wir brauchen zusätzlich elektromagnetische Informationen, also Lichtsignale, wie sie vom VRO aufgezeichnet werden, um die genauen Orte der Entstehung zu bestimmen“, sagt Marek Kowalski, EAT-Professor an der HU Berlin und Leitender Wissenschaftler am DESY. „AMPEL ermöglicht es uns nun, Datenströme von IceCube und VRO in Echtzeit zu vergleichen. Da Neutrinos große Entfernungen im Weltraum zurücklegen können, benötigen wir Observatorien mit der Tiefe des VRO, um nach dem optischen Gegenstück suchen zu können. Das Besondere ist, dass wir mit denselben Methoden auch nach den Quellen von Gravitationswellen suchen können.“ [HU / DESY / dre]
Weitere Informationen
- Originalveröffentlichung
J. Nordin, V. Brinnel, J. van Santen, et al., Transient processing and analysis using AMPEL: alert management, photometry, and evaluation of light curves, Astron. Astrophys. 631, A147, November 2019; DOI: 10.1051/0004-6361/201935634 - EAT – Experimentelle Astroteilchenphysik und Kosmologie (Marek Kowalski), Institut für Physik, Humboldt-Universität zu Berlin
- AMPEL: alert management, photometry, and evaluation of light curves, ampelproject.github.io
