Mehr als zehn Jahre lang beobachtete ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung der Universitäten Hamburg, Bielefeld, Bochum und Würzburg sowie der Thüringer Landessternwarte und des Jülich Computing Centre den Nordhimmel mit dem Radioteleskop LOFAR. Nun haben die Forschenden die Beobachtungsdaten dieser Himmelsdurchmusterung vorgelegt. Die Himmelsdurchmusterung erfasst 13,7 Millionen kosmische Radioquellen und liefert die bislang umfassendste Bestandsaufnahme aktiver Galaxien.
Die Durchmusterung LOFAR Two-metre Sky Survey – LoTSS – kartiert den nördlichen Himmel in bislang unerreichter Auflösung. Für diese Himmelskarte hat das internationale Forschungsteam knapp 13.000 Stunden Beobachtungszeit mit dem Radioteleskop LOFAR ausgewertet. Im Ergebnis wurden 13,7 Millionen Radioquellen in einem Katalog erfasst. Das ist die größte Sammlung an Radioquellen, die jemals angelegt wurde.
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Die Untersuchung hat neben den Galaxien weitere seltene und schwer fassbare Objekte aufgespürt, darunter verschmelzende Galaxienhaufen, schwache Supernova-Überreste und aktive oder wechselwirkende Sterne. Die Untersuchung ermöglicht bereits Hunderte weiterführende astronomische Studien. Sie bietet neue Einblicke in die Entstehung und Entwicklung kosmischer Strukturen, in die Beschleunigung von Teilchen auf extreme Energien und in kosmische Magnetfelder.
Diese großflächige Radiokarte des Universums mit bisher unerreichter Detailtiefe ist nun öffentlich zugänglich. „Diese Datenveröffentlichung vereint mehr als ein Jahrzehnt an Beobachtungen, groß angelegter Datenverarbeitung und wissenschaftlicher Analyse durch ein internationales Forschungsteam“, unterstreicht ASTRON-Wissenschaftler Timothy Shimwell, der Leiter des Projekts.
„Mit LOFAR können wir kosmische Magnetfelder detailliert studieren. Dabei haben wir herausgefunden, dass Stoßwellen allerkleinste Teilchen ganz effizient beschleunigen können. Diese Beobachtungen sind nur mit den besonderen Fähigkeiten von LOFAR möglich“, sagt Marcus Brüggen, Professor für Astrophysik an der Universität Hamburg. „Neben Erkenntnissen über die detaillierten physikalischen Vorgänge lernen wir aus dem neuen Himmelsatlas auch, wie sich Galaxien entwickeln und wie sie im Universum angeordnet sind“, fügt Dominik Schwarz, Professor für Physik an der Universität Bielefeld, hinzu.
Das Forschungsteam entwickelte komplexe Software, um die Details der Radioquellen abbilden zu können. Eine große Herausforderung war es, die Verzerrungen, verursacht durch eine sich ständig ändernde Ionosphäre (die elektrisch geladene Schicht der oberen Atmosphäre), präzise zu korrigieren. Die Arbeitsabläufe zur Verarbeitung der 13.000 Beobachtungsstunden mussten in hohem Maße automatisiert werden.
Die Verteilung der Rechenlast auf mehrere Supercomputer, die Speicherung und das Abrufen von solch riesigen Datenmengen sind eine weitere Herausforderung. „Die von uns verarbeitete Datenmenge – insgesamt 18,6 Petabyte – ist immens und erforderte über viele Jahre hinweg eine kontinuierliche Verarbeitung und Überwachung mit mehr als 20 Millionen Stunden Rechenzeit“, sagt Alexander Drabent, Wissenschaftler und Softwareentwickler für LOFAR an der Thüringer Landessternwarte.
Für die Datenauswertung kam der Supercomputer JUWELS zum Einsatz. „Für diese Himmelsdurchmusterung mussten erstmals im Rahmen eines astronomischen Beobachtungsprojekts solche große Datenmengen gespeichert, verarbeitet und zugänglich gemacht werden. Damit hat LOFAR auch den Weg für kommende große Projekte geebnet“, sagt Cristina Manzano, Head of Operation & Development Team Technical Services am Jülich Supercomputing Centre (JSC). [UHH / dre]
Weitere Informationen
- Originalpublikation
T. W. Shimwell, M. J. Hardcastle, C. Tasse, et al., The LOFAR Two-metre Sky Survey. VII. Third Data Release, Astron. Astrophys. Forthcoming article, Accepted: 13 January 2026;
DOI: 10.1051/0004-6361/202557749 - LOw Frequency ARray European Research Infrastructure Consortium (LOFAR ERIC), Dwingeloo
