Prachtig beeld van supernovaresten verwerkt door een nieuwe Australische computer

Binnen 24 uur na het bereiken van de eerste fase van het nieuwste supercomputersysteem van Australië, hebben onderzoekers een reeks radiotelescoopwaarnemingen verwerkt, waaronder een zeer gedetailleerd beeld van een supernovarest.

De zeer hoge datasnelheden en enorme datavolumes van nieuwe generatie radiotelescopen zoals VRAAG Pathfinder (Australian Square Kilometre Array) heeft krachtige software nodig die op supercomputers draait.

Dit is waar het Pawsey Supercomputing Research Center, met een uitbreiding Een nieuw gelanceerde supercomputer genaamd Setonix – vernoemd naar het favoriete dier van West-Australië, Coca (Setonix brachialis).

ASKAP, dat bestaat uit 36 ​​antenneplaten die samenwerken als een enkele telescoop, wordt beheerd door het Australian National Science Agency CSIRO; De monitoringgegevens die het verzamelt, worden via high-speed glasvezel naar het Baozi Center gestuurd voor verwerking en conversie naar beelden die klaar zijn voor de wetenschap.

Als een belangrijke mijlpaal op weg naar volledige implementatie hebben we nu de integratie van onze ASKAPsoft-verwerkingssoftware op Setonix gedemonstreerd, compleet met verbluffende beelden.

sporen van een stervende ster

Het opwindende resultaat van deze oefening was een indrukwekkend beeld van een kosmisch lichaam dat bekend staat als een supernovarest, G261.9 + 5.5.

Naar schatting meer dan een miljoen jaar oud en op 10.000-15.000 lichtjaar van ons verwijderd, bevond dit object zich in onze melkweg eerste beoordeling als een supernovarest door CSIRO-radioastronoom Eric R. Hill in 1967, met behulp van waarnemingen van CSIRO Parkes Radiotelescoop, Moriang.

Supernovaresten (SNR’s) zijn de overblijfselen van krachtige explosies van stervende sterren. Het materiaal dat door de explosie wordt uitgestoten, sijpelt met supersonische snelheden naar buiten in het omringende interstellaire medium, waarbij gas en al het materiaal dat het onderweg tegenkomt, wordt weggevaagd en tijdens het proces wordt samengeperst en verwarmd.

Het overblijfsel van de galactische supernova G261.9 + 5.5. (Waseem Raja / CSIRO; Pascal Ilah / Bausi)

Bovendien zal de schokgolf ook de interstellaire magnetische velden comprimeren. De emissies die we in ons G261.9 + 5.5-radiobeeld zien, zijn afkomstig van hoogenergetische elektronen die vastzitten in deze gecomprimeerde velden. Ze bevatten informatie over de geschiedenis van de exploderende ster en aspecten van het omringende interstellaire medium.

De structuur van deze overblijfselen die in het diepe radiobeeld van ASKAP wordt onthuld, opent de mogelijkheid om deze overblijfselen en de fysieke eigenschappen (zoals magnetische velden en hoge-energetische elektronendichtheid) van het interstellaire medium in ongekend detail te bestuderen.

Een supercomputer op de been brengen

Het is misschien leuk om naar een afbeelding van SNR G261.9 + 05.5 te kijken, maar het verwerken van gegevens uit ASKAP’s astronomie-enquêtes is ook een geweldige manier om een ​​supercomputersysteem, inclusief hardware en verwerkingssoftware, te stresstesten.

We hebben de supernovarestgegevensset in onze eerste tests opgenomen omdat de complexe functies ervan de verwerkingsuitdagingen zullen vergroten.

Het verwerken van gegevens, zelfs met een supercomputer, is een complexe oefening, waarbij verschillende verwerkingsmodi tot veel potentiële problemen leiden. Er is bijvoorbeeld een SNR-afbeelding gemaakt door gegevens te combineren die zijn verzameld op honderden verschillende frequenties (of kleuren, als u wilt), waardoor we een samengesteld beeld van het object kunnen krijgen.

Maar er is ook een schat aan informatie verborgen in de individuele frequenties. Het extraheren van deze informatie vereist vaak het maken van afbeeldingen op elke frequentie, wat meer computerbronnen en meer digitale opslagruimte vereist.

Hoewel Setonix voldoende middelen heeft voor dergelijke intensieve verwerking, is de grootste uitdaging om de supercomputer te stabiliseren wanneer deze dag in dag uit in contact komt met zulke enorme hoeveelheden data.

De sleutel tot deze snelle eerste demonstratie was de nauwe samenwerking tussen het Pawsey Center en leden van het ASKAP Scientific Data Processing Team. Ons gezamenlijke werk heeft ons allemaal in staat gesteld om deze uitdagingen beter te begrijpen en snel oplossingen te vinden.

Door deze resultaten kunnen we bijvoorbeeld meer ASKAP-gegevens ontdekken.

Er komt meer

Maar dit is slechts de eerste van twee fasen van de Setonix-installatie en de tweede fase zal naar verwachting later dit jaar worden voltooid.

Hierdoor kunnen datateams in korte tijd grotere hoeveelheden data van veel projecten verwerken. Op zijn beurt zal het niet alleen onderzoekers in staat stellen ons universum beter te begrijpen, maar zal het ongetwijfeld ook nieuwe objecten onthullen die verborgen zijn in de radiohemel. De verscheidenheid aan wetenschappelijke vragen die Setonix ons in kortere tijd zal laten onderzoeken, opent vele mogelijkheden.

Deze toename in rekenkracht komt niet alleen ASKAP ten goede, maar alle in Australië gevestigde onderzoekers op alle gebieden van wetenschap en techniek die toegang hebben tot Setonix.

Terwijl de supercomputer zijn hele operatie opvoert, doet ASKAP dat ook, die momenteel een reeks proefonderzoeken afrondt en binnenkort grotere en diepere hemelonderzoeken zal uitvoeren.

Het overblijfsel van een supernova is slechts een van de vele kenmerken die we nu hebben onthuld, en we kunnen binnenkort meer verbluffende beelden en de ontdekking van veel nieuwe hemellichamen verwachten.

Waseem Rajaonderzoekwetenschapper, CSIRO En de Pascal Jahan DivineSupercomputing-applicatiespecialist, Pawsey Supercomputing Research Center, CSIRO.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd van Gesprek Onder een Creative Commons-licentie. Lees de origineel artikel.