Pressemeddelelse

Alle systemer er klar for højest beliggende supercomputer

ALMA-korrelatoren samler mange antenner til et gigantisk teleskop

21. december 2012

En af de kraftigste supercomputere i verden er nu fuldt installeret og afprøvet på sit fjerntliggende hjemsted højt oppe i Andesbjergene i det nordlige Chile. Dermed er en af de væsentlige milepæle nået på vejen mod færdiggørelsen af Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), der er det mest komplicerede jordbaserede teleskop i historien. Den specialbyggede ALMA-korrelator har mere end 134 millioner processorer og laver op til 17.000 billioner beregninger pr. sekund. Det er en hastighed, der er sammenlignelig med de hurtigste supercomputere, som er i brug i dag.

Korrelatoren er en kritisk del af ALMA, der er et teleskop bestående af 66 parabolantenner. Korrelatorens 134 millioner processorer kombinerer og sammenligner løbende svage signaler fra himlen modtaget af ALMA-antennerne, der er adskilt med op til 16 kilometer. Derved kan antennerne arbejde sammen som et enkelt enormt teleskop. Informationerne indsamlet fra hver antenne skal kombineres med informationerne fra alle andre antenner. Ved korrelatorens maksimale kapacitet på 64 antenner [1] skal der gennemføres hele 17.000 billioner beregninger hvert sekund [2]. Korrelatoren er bygget netop til denne opgave, men antallet af beregninger pr. sekund er sammenligneligt med ydelsen af de hurtigste supercomputere i verden [3].

”Denne unikke beregningsopgave har krævet et innovativt design for både de enkelte komponenter og for korrelatorens overordnede arkitektur,” siger Wolfgang Wild, der er den europæiske ALMA-projektleder og fra ESO.

Den nordamerikanske partner i ALMA-projektet, National Radio Astronomy Observatory (NRAO) har stået for det indledende design af korrelatoren samt konstruktionen og installationen. Korrelator-projektet er finansieret af US National Science Foundation med bidrag fra ESO.

”Færdiggørelsen og installationen af korrelatoren er en stor milepæl mod opfyldelsen af det nordamerikanske bidrag til det internationale ALMA-byggeprojekt,” siger Mark McKinnon, der er den nordamerikanske ALMA-projektleder ved NRAO. ”De tekniske udfordringer har været enorme, men vores hold har klaret dem,” tilføjer han.

Som den europæiske partner i ALMA-projektet har ESO også leveret en vigtig del til korrelatoren: et helt nyt og alsidigt digitalt filtreringssystem, der er blevet udviklet i Europa og tænkt ind i det indledende NRAO-design. Et system af 550 state-of-the-art digitale filter-printkort er blevet designet og bygget for ESO af universitetet i Bordeaux i Frankrig [4]. Med disse filtre kan lyset, der ses af ALMA, bredes ud i 32 gange flere bølgelængdeintervaller end i det indledende design og hvert af disse intervaller kan finjusteres. ”Denne markant forøgede fleksibilitet er fantastisk; den gør det muligt for os at ’snitte og skære’ i det spektrum af lys ALMA ser, så vi kan koncentrere os om præcis de bølgelængder, der er nødvendige for en given observation. Og det gælder uanset om vi kortlægger gasmolekyler i en stjernedannende sky eller leder efter nogle af de fjerneste galakser i Universet,” siger Alain Baudry fra universitetet i Bordeaux, der leder af det europæiske hold for ALMA-korrelatoren.

En anden udfordring har været den ekstreme beliggenhed. Korrelatoren har hjemme i teknikbygningen på ALMA Array Operations Site (AOS), den højest beliggende bygning med hightech-udstyr i verden. I en højde på 5000 meter er luften så tynd, at luftstrømmen skal være det dobbelte af det normale for at køle maskinen, der bruger omkring 140 kilowatt. I den tynde luft kan roterende computerdiske ikke bruges, da deres læse/skrivehoveder har brug for en pude af luft for ikke at brage ned i deres plader. Seismisk aktivitet er almindelig, så det har været nødvendigt at designe korrelatoren til at kunne modstå de vibrationer, der opstår i forbindelse med jordskælv.

ALMA indledte videnskabelige observationer i 2011 med kun en del af antennerne i brug. En del af korrelatoren har allerede været i brug for at kombinere signalerne fra disse antenner, men nu er hele systemet på plads. Korrelatoren er klar til at ALMA begynder at anvende et større antal antenner, hvilket vil forøge observationernes følsomhed og billedkvalitet.

ALMA er næsten færdigbygget og vil blive indviet i marts 2013.

Noter

[1] ALMA-korrelatoren er et ud af to sådanne systemer i ALMA-komplekset. ALMAs i alt 66 antenner udgør et primært system af 50 antenner (hvoraf halvdelen er leveret af ESO og den anden halvdel af NRAO) og et yderligere supplerende system af 16 antenner kaldet Atacama Compact Array (ACA), der er leveret af National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). En anden korrelator, der er bygget af firmaet Fujitsu og leveret af NAOJ, sørger for uafhængig korrelation af de 16 antenner i ACA, bortset fra de tidspunkter hvor udvalgte ACA-antenner kombineres med de 50 mere spredte primære antenner.

[2] 17.000 billioner = 17.000.000.000.000.000.

[3] Den nuværende rekordholder på TOP500-listen over supercomputere er Titan fra Cray Inc., der er blevet målt til 17.590 billioner beregninger pr. sekund. Bemærk at ALMA-korrelatoren er bygget til et særligt formål og derfor ikke kan komme med på listen.

[4] Dette arbejde fulgte efter arbejde på nye koncepter for korrelatoren udført af universitetet i Bordeaux i et konsortium, der også har haft ASTRON i Holland og Arcetri-observatoriet i Italien med.

Mere information

ALMA, en international astronomifacilitet, er et partnerskab mellem Europa, Nordamerika og Østasien i samarbejde med Chile. Konstruktionen og driften af ALMA ledes i Europa af ESO, i Nordamerika af National Radio Astronomy Observatory (NRAO) og i Østasien af National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Joint ALMA Observatory (JAO) står for den samlede ledelse og overordnede styring af konstruktionen, ibrugtagningen og driften af ALMA.

I år 2012 er der 50-års jubilæum for grundlæggelsen af det Europæiske Syd Observatorium (ESO). ESO er den mest fremtrædende internationale astronomi-organisation i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. ESO har i dag følgende 15 medlemslande: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrig, Holland, Italien, Portugal, Schweiz og Storbritannien, Spanien, Sverige, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. ESOs aktiviteter er fokuseret på design, konstruktion og drift af jordbaserede observationsfaciliteter for at muliggøre vigtige videnskabelige opdagelser inden for astronomi. ESO spiller også en ledende rolle for at fremme og organisere samarbejdet inden for astronomisk forskning. I Chile driver ESO tre unikke observatorier i verdensklasse: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope (VLT), der er verdens mest avancerede astronomiske observatorium til observationer i synligt lys samt to kortlægningsteleskoper. VISTA arbejder i infrarødt lys og er verdens største kortlægningsteleskop, mens VLT Survey Telescope (VST) er det største teleskop, der udelukkende er bygget til at kortlægge himlen i synligt lys. ESO er den europæiske partner i et revolutionerede astronomisk teleskop kaldet ALMA, det største igangværende astronomiske projekt. ESO planlægger i øjeblikket et 39 meter optisk/nær-infrarødt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der vil blive ”verdens største øje mod himlen”.

Links

• Mere om ALMA hos ESO
• Joint ALMA Observatory

Kontakter

Alain Baudry
Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux, Université Bordeaux
Floirac, France
Tel: +33 5 57 77 61 62
E-mail: baudry@obs.u-bordeaux1.fr

Douglas Pierce-Price

Public Information Officer, European Southern Observatory

Garching bei München, Germany

Tel: +49 89 3200 6759
E-mail: dpiercep@eso.org

John Stoke
National Radio Astronomy Observatory (NRAO)
Charlottesville, USA
Tel: +1 434 244 6816
E-mail: jstoke@nrao.edu

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1253 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.