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AMPEL erlaubt gezielte Auswertung der Datenflut
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung der Humboldt-Universität zu Berlin
astronews.com
27. Februar 2026
Neue Großteleskope, die mit bislang unerreichter Auflösung
große Bereiche des Nachthimmels überwachen, sorgen für eine ungeheure Datenflut.
Damit spannende Signale in den Daten nicht übersehen werden, benötigt man
Analysetools, die der Forschung einen gezielten Zugang zu den Daten ermöglichen.
Für das neue Rubin-Teleskop kommt eine solche Plattform aus Deutschland.
Das Vera Rubin Observatory auf dem Gipfel
des Cerro Pachón in Chile.
Foto: RubinObs
/ NOIRLab / SLAC / NSF / DOE / AURA / P. Horálek
(Institute of Physics in Opava) [Großansicht] |
Das Universum ist voller explosiver Ereignisse – zum Beispiel, wenn Sterne
detonieren oder in der Nähe von Schwarzen Löchern auseinandergerissen werden.
Sehr selten, etwa alle hundert Jahre, lassen sich solche Ereignisse mit bloßem
Auge am Nachthimmel beobachten. In der Antike wurden sie als Zeichen der Götter
verstanden, heute werden solche Ereignisse in der Astrophysik genutzt, um die
verschiedensten Theorien zu testen. Voraussetzung sind leistungsfähige
Teleskope, die solche Ereignisse in entfernten Galaxien nachweisen können.
Das Vera Rubin Observatory (VRO) auf dem Gipfel des Cerro Pachón in
Chile in 2682 Meter Höhe hat einen Durchmesser von 8,4 Meter und blickt mit
einem großen Gesichtsfeld und bislang unerreichter Empfindlichkeit ins All. Nun
werden die gewaltigen Mengen an Daten, die dieses Teleskop aus den fernsten
Regionen des Kosmos sammelt, der wissenschaftlichen Gemeinschaft in Echtzeit
zugänglich gemacht. Dies geschieht über fünf Zugangsknotenpunkte – einer davon
ist die AMPEL-Plattform. AMPEL wurde seit 2019 von der Arbeitsgruppe
Experimentelle Astroteilchenphysik und Kosmologie (EAT) am Institut für Physik
der Humboldt-Universität zu Berlin (HU) entwickelt, um die Messdaten zu
klassifizieren und so überhaupt für Forschende handhabbar zu machen. Gehostet
wird die Plattform am Rechenzentrum des Deutschen Elektronen-Synchrotrons (DESY)
in Zeuthen.
"Das neue Teleskop wird es uns erstmals ermöglichen, Zehntausende
explodierender Sterne, die während Milliarden von Jahren im Laufe der Expansion
des Universums entstanden sind, genau zu beobachten. Anhand dieser Daten können
Astrophysikerinnen und Astrophysiker dann nicht nur die Entstehung des
Universums nachzeichnen, sondern auch die Eigenschaften von Dunkler Materie und
Dunkler Energie untersuchen, zwei mysteriösen Energiequellen, die die heutige
Entwicklung des Universums dominieren", sagt Dr. Jakob Nordin, der das Projekt
an der HU leitet. "Angesichts der schieren Menge an Daten waren wir gezwungen,
neue, auf Methoden des maschinellen Lernens basierende, Analysewerkzeuge zu
entwickeln", so Nordin weiter. "Daraus ist AMPEL entstanden – eine Plattform,
auf der Wissenschaftler ihre Fragestellungen direkt als Analyseschema kodieren
können."
Durch die automatisierte Klassifizierung der Messdaten können Forschende
gezielt Daten zu den Ereignissen herausfiltern, die sie für ihre Untersuchungen
benötigen. AMPEL liefert Tests zufolge im Vergleich mit anderen Zugangspunkten
die genaueste Klassifizierung. Die Verarbeitung der Daten und ihre Nutzung durch
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit stellt besondere
Herausforderungen. Denn die Kamera des Teleskops ist so empfindlich, dass sie
Nacht für Nacht Millionen von Lichtsignalen meldet. "Die meisten Meldungen, die
wir vom VRO erhalten, sind auf die normale Variabilität von Sternen
zurückzuführen, nur einige wenige kündigen einzigartige Ereignisse an", sagt Dr.
Jakob van Santen vom DESY. "Deshalb mussten wir die Plattform so programmieren,
dass sie Flexibilität und Rechenleistung vereint und gleichzeitig die
wissenschaftlichen Standards der Reproduzierbarkeit erfüllt."
In der EAT-Arbeitsgruppe am Institut für Physik der HU und am DESY wurde
nicht nur die Forschungsplattform für die Verarbeitung der Daten entwickelt, sie
wird in Zukunft auch von dort aus gewartet. Darüber hinaus werden die
Astrophysikerinnen und Astrophysiker die Daten für ihre Forschung nutzen -
speziell für die Erforschung von Neutrinos aus dem Kosmos. Neutrinos sind
elektrisch neutrale Teilchen, die seit kurzem auch als kosmische Botenteilchen
genutzt werden.
"Dank der vom IceCube-Observatorium in der Antarktis nachgewiesenen Neutrinos
können wir inzwischen Quellen hochenergetischer Teilchenbeschleunigung sehen.
Aber wir brauchen zusätzlich elektromagnetische Informationen, also
Lichtsignale, wie sie vom VRO aufgezeichnet werden, um die genauen Orte der
Entstehung zu bestimmen", sagt Prof. Dr. Marek Kowalski, Leiter der EAT-Gruppe
an der HU Berlin und Leitender Wissenschaftler am DESY. "AMPEL ermöglicht es uns
nun, Datenströme von IceCube und VRO in Echtzeit zu vergleichen. Da Neutrinos
große Entfernungen im Weltraum zurücklegen können, benötigen wir Observatorien
mit der Tiefe des VRO, um nach dem optischen Gegenstück suchen zu können. Das
Besondere ist, dass wir mit denselben Methoden auch nach den Quellen von
Gravitationswellen suchen können."
Ob dieses neue Teleskop durch seine tiefgehenden Messungen tatsächlich
unerwartete Ereignisse im Universum sichtbar machen wird, bleibt abzuwarten.
"Die Geschichte zeigt aber, dass mit jeder neuen Generation von Teleskopen
bislang unbekannte Phänomene auftauchen. Denn sie können das Universum nach
immer weiter entfernten und selteneren Ereignissen absuchen", sagt Nordin. "Wer
weiß, was wir dieses Mal finden werden."
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