Krachtigste Nederlandse supercomputer ingezet voor speurtocht naar snelle radio-uitbarstingen

Westerbork Synthesis Radio Telescope
Westerbork Synthesis Radio Telescope. De radiotelescoop bestaat uit verschillende verrijdbare antennes die samen één grote telescoop vormen. (Credit: Wikimedia Commons)

Iedere dag vinden er in het heelal duizenden zeer krachtige explosies plaats die snelle radio-uitbarstingen worden genoemd. Om deze uitbarstingen en de gigantische energie die hiermee gepaard gaat beter te leren begrijpen heeft ASTRON – het Nederlandse Instituut voor Radio Astronomie hoge snelheidscamera’s geïnstalleerd op de grote radiotelescoop van Westerbork in Drenthe. Om alle gegevens van deze camera’s te kunnen verwerken is onlangs de meest krachtige computer van Nederland in gebruik genomen.

Snelle radio-uitbarstingen (Fast Radio Burst = FRB’s in het Engels) zijn extreem heldere flitsen die zichtbaar zijn op radiogolflengtes en die miljarden lichtjaren hebben afgelegd voor dat ze de Aarde bereiken. Ze zijn ongeveer 10 jaar geleden ontdekt en we weten nog steeds niet goed waar ze vandaan komen en hoe ze ontstaan. Omdat de uitbarstingen slechts een fractie van een seconde duren worden ze gemakkelijk over het hoofd gezien en zijn ze ook erg lastig te bestuderen. Tot nu toe zijn er slechts ongeveer 25 snelle radio-uitbarstingen waargenomen.

Maar met de ingebruikname van Apertif, de nieuwe groothoekcamera’s van ASTRON voor de radiotelescoop van Westerbork gaat dat allemaal veranderen. Van alle radiotelescopen op de wereld is Apertif het meest gevoelig. Om snelle radio-uitbarstingen te kunnen vinden moet Apertif voortdurend op hoge snelheid opnames maken van de sterrenhemel in radiogolven. Dit gebeurt met een snelheid van 20.000 opnames per seconde. Om deze enorme hoeveelheid gegevens te kunnen verwerken was een nieuwe computer nodig. Omdat deze supercomputer er niet was heeft ASTRON deze zelf ontworpen en gebouwd.

De nieuwe supercomputer heet ARTS en is helemaal opgebouwd rond videokaarten die ook voor het spelen van computerspellen worden gebruikt. Gamers maken gebruik van krachtige processoren voor videotaken: de GPU’s. ASTRON zet deze processoren in om de hoge snelheidsopnames van APERTIF te kunnen verwerken. De supercomputer bevat 200 grafische kaarten die per seconde 4 terabits aan data kunnen verwerken. Dat is meer dan het totale internet in Nederland. De maximale rekencapaciteit bedraagt 2 petaflops. ARTS is daarmee de snelste GPU-supercomputer in Nederland.

De supercomputer zal in staat zijn om snelle radio-uitbarstingen te ontdekken in de vele duizenden opnames die de telescoop zal maken. In het verleden werd dit manueel gedaan en dat was een heidens karwei en bovendien ook foutgevoelig. Naarmate de computer meer uitbarstingen detecteert zal de computer leren om de uitbarstingen beter te leren herkennen. ASTRON heeft per week een nieuwe uitbarsting te kunnen ontdekken. Het systeem van ASTRON is uniek in de wereld omdat het ook direct de precieze locatie van de uitbarsting kan worden vastgesteld.

Met behulp van deze supercomputer hopen de onderzoekers van ASTRON het mysterie rond deze snelle radio-uitbarstingen op te kunnen lossen. Het is bekend dat deze uitbarstingen afkomstig zijn uit andere sterrenstelsels maar de precieze locatie kan momenteel niet worden achterhaald. Ook is niet bekend of deze uitbarstingen afkomstig zijn van neutronensterren, exploderende sterren of zwarte gaten. Het is bekend dat deze uitbarstingen soms repeterend zijn en met de nieuwe techniek zouden uitbarstingen live waargenomen kunnen worden en kan men de radiotelescoop heel snel op de precieze locatie richten om meer uitbarstingen waar te nemen. De onderzoekers van ASTRON gaan ervan uit dat APERTIF en ARTS samen gaan zorgen voor een doorbraak op het gebied van deze nu nog onbegrepen snelle radio-uitbarstingen.

 

Eerste publicatie: 22 januari 2018
Bron: ASTRON, diverse persberichten