Mitteilung

Leistungsstarke neue Hardware für ALMA genehmigt

19. Januar 2018

Der ALMA-Vorstand hat die Entwicklung eines neuen Spektrometers für das Morita Array genehmigt, das Teil des Atacama Large Millimeter Array /submillimeter Array (ALMA) ist. Das in Japan entwickelte Morita Array besteht aus zwölf 7-Meter-Antennenschüsseln und vier 12-Meter-Antennenschüsseln. Letzteren wird das neue Spektrometer im ALMA-Zukunftsentwicklungs-Programm gewidmet sein. Dieses hat zum Ziel, ALMAs Fähigkeit aufrechtzuerhalten, bemerkenswerte wissenschaftliche Ergebnisse zu produzieren.

ALMA erzeugt sehr scharfe Bilder, indem mehrere Antennen zu einem riesigen virtuellen Teleskop von bis zu 16 Kilometern Durchmesser verbunden werden. Das Morita Array ist ein Teil von ALMA und besteht aus Antennen mit kleinen Abständen [1]. Radiowellen, die die ACA-Antennen empfangen, werden vom ACA-Korrelator verarbeitet, der die Daten aller Antennen kombiniert [2].

Aktuell ist der ACA-Korrelator darauf optimiert, Signale von den zwölf 7-Meter-Antennen zu verarbeiten, das System ist nicht für die vier 12-Meter-Antennen optimiert, die wie ein Einzelteleskop arbeiten. Mit der neuen Entwicklung werden die Signale der 7-Meter-Antennen weiter von dem ACA-Korrelator verarbeitet, während die Signale von den 12-Meter-Antennen gesondert von dem neuen Spektrometer verarbeitet werden. Das maximiert die Leistungsfähigkeit des Morita Array [3].

Das neue GPU-basierte Spektrometer [4] wird vom Koreanischen Astronomie- und Weltraumforschungs-Institut (KASI) und dem Nationalen astronomischen Observatorium Japans (NAOJ) entwickelt. KASI ist für die Gestaltung, die Entwicklung, Überprüfung und den Transport verantwortlich, während NAOJ die Entwicklung und das Systemdesign von Software und Hardware übernimmt sowie die Integration des Spektrometers in das übrige ALMA-System. Es ist geplant, das neue Spektrometer im Laufe des Jahres 2020 zu ALMA zu bringen [5]

Endnoten

[1] Auch als Atacama Compact Array bezeichnet, kann ALMA dank der kompakten Beschaffenheit des Morita Array Himmelsobjekte von beachtlicher Winkelgröße untersuchen, wie etwa Molekülwolken oder nahe Galaxien.

[2] Der ACA-Korrelator ist ein riesiges Datenverarbeitungssystem, das aus 52 Modulen besteht, die durch Lichtwellenleiter miteinander verbunden sind. Es kombiniert die Daten von den Antennen und überträgt sie zu ACA-Datenverarbeitungscomputern, die die Photonen in Fotos umwandeln.

[3] Das neue System wird eher ein Spektrometer als ein Korrelator sein, denn Spektroskopie ist erforderlich, wenn die Daten von den 12-Meter-Antennen verarbeitet werden, Korrelation hingegen nicht. Im Fall des Morita Array umfasst die Spektroskopie auch das Aufteilen von Radiowellen in verschiedene Frequenzbereiche.

[4] Ein Grafikprozessor, englisch abgekürzt GPU, ist eine elektronische Schaltung, die entworfen wurde, um die Bilddarstellung auf einem Display zu beschleunigen. Grafikprozessoren werden in integrierten Systemen benutzt, in Mobiltelefonen, Computern und Spielekonsolen.

[5] Testbeobachtungen mit dem in ALMA integrierten Spektrometer werden 2020 beginnen.

Weitere Informationen

Das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ist eine internationale astronomische Einrichtung, die von der ESO, der US-amerikanischen National Science Foundation (NSF) der USA und den japanischen National Institutes of Natural Sciences (NINS) in Kooperation mit der Republik Chile betrieben wird. Getragen wird ALMA von der ESO im Namen ihrer Mitgliedsländer, von der NSF in Zusammenarbeit mit dem kanadischen National Research Council (NRC), dem taiwanesischen National Science Council (NSC) und NINS in Kooperation mit der Academia Sinica (AS) in Taiwan sowie dem Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

Bei Entwicklung, Aufbau und Betrieb agiert die ESO für ihre Mitgliedsländer, das National Radio Astronomy Observatory (NRAO), das seinerseits von Associated Universities, Inc. (AUI) betrieben wird, für den nordamerikanischen Beitrag und das National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) für den ostasiatischen Beitrag. Dem Joint ALMA Observatory (JAO) obliegt die übergreifende Projektleitung für den Aufbau, die Inbetriebnahme und den Beobachtungsbetrieb von ALMA.