Superrechner koordiniert Radioteleskope

Ein neuer Hochleistungsrechner, der sowohl für die Astronomie als auch für die Erdvermessung [Geodäsie] eingesetzt wird, hat im Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn offiziell den Betrieb auf.genommen.

Bei diesem so genannten Korrelator handelt es sich um einen festverdrahteten Digitalrechner, der 4.000mal leistungsfähiger als sein Vorgänger ist und im Endausbau eine Rechenleistung von 25 Tausend Milliarden Instruktionen pro Sekunde erreicht.

Mit dem Bonner "Mark IV-Korrelator" werten Radioastronomen und Geophysiker digitale Daten aus, die im Rahmen der Radiointerferometrie mit großen Basislängen [Very Long Baseline Interferometry, VLBI] gesammelt werden. Bei diesem Verfahren beobachten zahlreiche, über die gesamte Erde verteilte Radioteleskope gleichzeitig ein astronomisches Objekt.

Bis zu 20 Radioteleskope
An solchen Gemeinschaftsaktionen sind typischerweise acht bis 20 einzelne Antennen beteiligt, die zwischen 100 und 10 000 Kilometer weit voneinander entfernt sein können. Wegen dieser großen Abstände lassen sich Antennen und Korrelator während der Messungen nicht breitbandig in Echtzeit miteinander verbinden. Deshalb ist jede Station mit einem einheitlichen System mit Geräten zur Erfassung, Speicherung, Wiedergabe und Korrelation von Signalströmen mit hohen Datenraten ausgerüstet.

Details zum Korrelator

Schärfste Bilder möglich

Der Korrelator bereitet die von den einzelnen Antennen im globalen VLBI-Netzwerk empfangenen Daten so auf, als wären sie von einem einzigen, virtuellen Riesenteleskop von der Größe der Erde empfangen worden. Damit lassen sich die schärfsten Bilder synthetisieren, die in der Astronomie möglich sind.

Auch von weit entfernten kosmischen Radioquellen, beispielsweise Quasaren, werden so mithilfe der VLBI-Technik Details mit Winkelauflösungen von weniger als einer Tausendstel Bogensekunde unterscheidbar.

Damit bietet sich den Radioastronomen zum Beispiel die Möglichkeit, die unmittelbare Umgebung von Schwarzen Löchern direkt zu beobachten.

Korrelationen mit 256 Mbit/sec
In dem neuen Hochleistungsrechner können gleichzeitig Datenströme von bis zu 256 Millionen Bit pro Sekunde paarweise zur Korrelation gebracht werden. Künftig lassen sich die Aufzeichnungsraten sogar bis auf eine Milliarde Bit pro Sekunde und mehr steigern.

Very Long Baseline Interferometry

Bewegungen der Erdkruste werden sichtbar

Zudem erlaubt es das VLBI-Verfahren, die Position von kompakten Radioquellen im Weltraum unerreicht genau festzulegen.

Diese präzisen Ortsangaben nutzen die Geophysiker als kosmische Referenzpunkte, um auf der Erde beispielsweise die Entfernungen der Kontinente zueinander oder aber auch die Orientierung der Erdachse millimetergenau zu messen.

Damit lassen sich Bewegungen von Teilen der Erdkruste, wie Verschiebungen kontinentaler Schollen, ebenso verfolgen wie Änderungen der Achse oder der Drehgeschwindigkeit der Erde und damit der Tageslänge - Variationen, die im Lauf von Tagen, Wochen, Monaten und längeren Zeiträumen stattfinden.