Pressmeddelande

Startklart för världens högst belägna superdator

ALMA-korrelatorn gör ett jätteteleskop av många antenner

21 december 2012

En av världens mest kraftfulla superdatorer har nu installerats och testats på sin avlägsna plats i Anderna i norra Chile. Detta är en av de stora kvarvarande milstolparna innan ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), världens hittills mest avancerade markbaserade teleskop, är färdigt. ALMA:s specialtillverkade korrelator har över 134 miljoner processorer och kan utfära 17 000 biljoner beräkningar per sekund. Det är en hastighet som är jämförbar med de snabbaste universella superdatorerna som finns idag.

Korrelatorn är en viktig del av ALMA, ett astronomiskt teleskop som består av en uppställning av 66 parabolantenner. Korrelatorns 134 miljoner processorer arbetar kontinuerligt med att kombinera och jämföra svaga signaler från rymden som ALMA:s antenner tar emot. Antennerna kan vara seperarade upp till 16 kilometer, och korrelatorns roll är se till att antennerna fungerar som ett enda gigantiskt teleskop. Informationen som samlas in av en av antennerna måste kombineras med den från alla andra antenner. Vid korrelatorns högsta kapacitet för 64 antenner [1] kan den utföra så många som 17 000 biljoner beräkningar per sekund [2]. Korrelatorn är specialkonstruerad för att göra sådana beräkningar, men dess beräkningskraft är jämförbar med de snabbaste superdatorerna i världen. [3]

- Beräkningsmässigt var detta en unik utmaning som krävde innovativ design, både för de individuella komponenterna och för hela korrelatorns arkitektur, säger Wolfgang Wild, projektledare för ALMA i Europa, från ESO.

Arbetet med initialdesignen för korrelatorn leddes av amerikanska Nationella radioastronomiska observatoriet (NRAO), som även stått för bygget och installationen. NRAO leder även Nordamerikas engagemang i ALMA. Korrelatorprojektet bekostades av USA:s vetenskapsråd NSF (National Science Foundation) med bidrag från ESO.

Mark McKinnon är den nordamerikanske projektledaren för ALMA vid NRAO.

- Att korrelatorn är färdigbyggd och installerad är en viktig milstolpe mot att Nordamerikas del av det internationella ALMA-projektet är färdigt. Projektet var en enorm teknisk utmaning, men vårt team klarade av det.

Som den europeiska partnern i ALMA-projektet bidrog ESO med en viktig del av korrelatorn: ett helt nytt och flexibelt digitalt filtersystem som utvecklades i Europa och sedan integrerades i den ursprungliga designen från NRAO. 550 toppmoderna digitala filterkretskort konstruerades och tillverkades för ESO av Bordeauxuniversitetet i Frankrike [4]. Med dessa filter kan ljuset som ALMA ser delas upp i 32 gånger fler våglängdsspann än den ursprungliga designen, och vart och ett av dessa spann kan ställas in med hög noggrannhet.

Alain Baudry vid Bordeauxuniversitetet har lett teamet som arbetat med det europeiska bidraget till korrelatorn.

- Flexibiliteten i designen är fantastisk. Den gör det möjligt för oss att “hacka upp” det spektrum av ljus som ALMA ser, så att vi kan koncentrera oss på just de våglängder som är viktiga för en viss observation, oavsett om det gäller att kartlägga gasmolekylerna i ett moln där nya stjärnor bildas eller att söka efter de mest avlägsna galaxerna i universum, säger han.

En annan utmaning var den extrema platsen. Korrelatorn är placerad i den tekniska byggnaden vid ALMA:s Array Operations Site (AOS) - världens högst belägna högteknologiska byggnad. På 5000 meters höjd är luften så tunn att dubbelt så mycket kylning än normalt är nödvändigt, och hela fläktsystemet drar 140 kW. I sådan tunn luft kan man inte vanliga snurrande hårddiskar inte användas, eftersom deras läs- och skrivhuvuden ligger på en tunn kudde av luft som hindrar dem från att slå i magnetskivan. Dessutom är seismisk aktivitet vanlig i området, och korrelatorn är byggd för att stå emot vibrationerna vid jordbävningar.

Vetenskapliga observationer med ALMA startade 2011 med ett mindre antal antenner. En del av korrelatorn var då redan färdigbyggd och kombinerade signalerna från antennerna, men nu är hela korrelatorn färdigbyggd. Den är redo för att ALMA ska börja observera med ännu fler antenner, vilket kommer att göra det möjligt att se svagare signaler och förbättra bildkvaliteten.

ALMA är snart färdigbyggt och kommer att invigas i mars 2013.

Noter

[1] ALMA:s korrelator är en av två sådana system hos ALMA. Av dess totala 66 antenner utgörs av en huvuduppställning av 50 antenner (hälften från ESO och hälften från NRAO) samt den kompletterande uppställningen av 16 antenner som kallas Atacama Compact Array (ACA), som kommer från Nationella astronomiska observatoriet i Japan (NAOJ). En separat korrelator, byggd av företaget Fujitsu och leverarad av NAOJ, används för de 16 antennerna i ACA, förutom när utvalda antenner från ACA kombineras med de 50 antennerna i den mer utspridda huvuduppställningen.

[2] 17 000 biljoner = 17 000 000 000 000 000.

[3] För tillfället är det datorn Titan från Cray Inc. som ligger etta på TOP500-listan över de snabbaste superdatorerna i världen. Den kan utföra 17,59 flyttalsoperationer per sekund. ALMA:s korrelator är en specialiserad superdator och kan därför inte komma med på den här listan.

[4] Det här arbetet byggde på nyutvecklade koncept för korrelatorn, som gjorde vid Bordeauxuniversitetet i ett konsortium som också inkluderade ASTRON i Nederländerna och Arcetriobservatoriet i Italien.

Mer information

ALMA är en internationell anläggning för astronomi och ett samarbete mellan Europa, Nordamerika och Östasien i samverkan med Chile. Bygget och driften av ALMA leds för Europas del av ESO, för Nordamerika av National Radio Astronomy Observatory (NRAO), som drivs av Associated Universities, Inc. (AUI), och för Östasien av Nationella astronomiska observatoriet i Japan (NAOJ). Joint ALMA Observatory (JAO) ger gemensam ledning och gemensam organisation för bygget, driftsättning och drift av ALMA.

År 2012 är det 50 år sedan Europeiska sydobservatoriet (ESO) grundades. ESO är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 15 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop: VISTA, som observerar infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop, samt VST, det största teleskopet som konstruerats för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO bidrar dessutom till ALMA, ett revolutionerande astronomiskt teleskop och världens hittills största astronomiska projekt. ESO planerar för närvarande bygget av det europeiska extremt stora 39 metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Mer 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-post: baudry@obs.u-bordeaux1.fr

Douglas Pierce-Price

Public Information Officer, European Southern Observatory

Garching bei München, Germany

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

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

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1253 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.