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    Mainzer Informatiker entdeckt Pulsar-Stern mit PC

    Davon träumt jeder Hobby-Astronom: Einen bislang unbekannten Stern zu entdecken und in einer wissenschaftlichen Veröffentlichung erwähnt zu werden – und sei es nur in einer Fußnote. Dem Mainzer Informatiker Daniel Gebhardt ist genau das passiert. Er entdeckte einen neuen Himmelskörper in 17.000 Lichtjahren Entfernung, ohne dafür auch nur einen Blick in den Himmel richten zu müssen. Es ist das erste Mal, dass ein Amateurastronom mit dem Internet-Rechenprogramm „Einstein@Home” einen neuen Stern findet.

    Davon träumt jeder Hobby-Astronom: Einen bislang unbekannten Stern zu entdecken und in einer wissenschaftlichen Veröffentlichung erwähnt zu werden – und sei es nur in einer Fußnote. Dem Mainzer Informatiker Daniel Gebhardt ist genau das passiert. Er entdeckte einen neuen Himmelskörper in 17.000 Lichtjahren Entfernung, ohne dafür auch nur einen Blick in den Himmel richten zu müssen. Es ist das erste Mal, dass ein Amateurastronom mit dem Internet-Rechenprogramm „Einstein@Home” einen neuen Stern findet.

    Sternentdecker Daniel Gebhardt an seinem Arbeitsplatz in der Abteilung Musikinformatik des Musikwissenschaftliches Institut der Johannes Gutenberg-Universität Mainz.
    Sternentdecker Daniel Gebhardt an seinem Arbeitsplatz in der Abteilung Musikinformatik des Musikwissenschaftliches Institut der Johannes Gutenberg-Universität Mainz.
    Foto: privat

    Das passierte am frühen Morgen des 14. Juni in diesem Jahr. Der Arbeitsplatz-Rechner von Daniel Gebhardt im Mainzer Institut für Musikinformatik überträgt ein Rechenergebnis an das Albert-Einstein-Institut in Hannover und die Cornell Universität im US-Bundesstaat New York geschickt. Die automatisierte Auswertung zeigt ein auffälliges Ergebnis, das Profi-Astronomen vorgelegt wird. Messungen mit den weltweit größten Radioteleskopen, darunter auch das im Eifelort Effelsberg, können den „neuen” Stern auffinden, einen „Pulsar“ in 17.000 Lichtjahren Entfernung von der Erde. Der Stern das zusammengepresste Überbleibsel eines früheren Riesensterns nach einer Supernova-Explosion, das schnell rotiert und dabei enorme starke Radiowellen ausstrahlt.

    US-Ehepaar machte die gleiche Entdeckung

    Der Mainzer ist nicht der einzige, der diesen Stern auffand. Seinen Ruhm teilt er mit dem US-amerikanischen Ehepaar Chris und Helen Colvin aus Ames im Bundesstaat Iowa. Auch ihr Computer hatte Mitte Juni das gleiche Ergebnis berechnet. Allen drei gemeinsam ist, dass sie zwar beruflich mit Computern arbeiten, aber keine Astronomen sind. Wie kann dann eine solche Entdeckung gelingen?

    Visualisierung der Einstein@Home-Berechnung
    Visualisierung der Einstein@Home-Berechnung
    Foto: Magnus

    Möglich machte es das Projekt Einstein@Home des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik in Hannover und der Universität von Wisconsin. Es verteilt Messdaten zweier Observatorien, des LIGO-Schwerkraftwellen-Detektors und des 305-Meter-Radioteleskops in Arecivo (Puerto Rico) über das Internet an Freiwillige weltweit. Die haben auf ihren PCs eine Software installiert – meist als Bildschirmschoner oder Hintergrundprogramm – die Messdaten und Rechenanweisungen von Einstein@Home entgegennimmt, bearbeitet und das Ergebnis zurücksendet. Verteiltes Rechnen nennt man das.

    Erfunden wurde es Ende der 1990er Jahre an der Universität von Berkeley, Heimat vieler Internet-Pioniere. Die Forscher hatten die geniale Idee, Messdaten des größten (unbeweglichen) Radioteleskops der Welt in Arecibo auf Signale außerirdischer intelligenten Lesewesen, Aliens also, zu untersuchen. Die Daten, die als „Abfallprodukt“ normaler astronomischer Beobachtung gesammelt wurden, schickte man an freiwillige Teilnehmer weltweit, die entsprechende Auswertungsprogramme auf ihren Heim- oder Arbeitscomputern installiert hatten. Vorsichtshalber erhalten stets mehrere Teilnehmer die gleichen Aufgaben.

    Es begann mit der Suche nach Aliens

    Das Radioteleskop in Arecibo ist mit 305 Metern Durchmesser das größte unbewegliche Instrument seiner Art weltweit. Die beiden größten beweglichen Radiotelekope mit ca. 100 Meter Reflektor-Durchmesser stehen in Green Bank, West Virginia, USA und in Effelsberg in der Eifel, nahe der Ahr.
    Das Radioteleskop in Arecibo ist mit 305 Metern Durchmesser das größte unbewegliche Instrument seiner Art weltweit. Die beiden größten beweglichen Radiotelekope mit ca. 100 Meter Reflektor-Durchmesser stehen in Green Bank, West Virginia, USA und in Effelsberg in der Eifel, nahe der Ahr.
    Foto: NAIC - Arecibo Observator

    2004 öffneten die Informatiker mit dem BOINC-Projekt ihre Anwendung auch für andere Aufgaben, die mit dem Prinzip des Verteilten Rechnens gelöst werden konnten. darunter Vorhersagen des Klimas der kommenden Jahrzehnte, Bestimmen ungewöhnlicher Primzahlen, Voraussagen von Erdbeben und nicht zuletzt Programme, die helfen sollen,  Medikamente gegen AIDS, Krebs, Malaria, Alzheimer und Virenerkrankungen zu finden.

    Zwei Millionen Menschen sind diesem Rechennetz („Grid“) beigetreten und haben mehr als fünf Millionen Computer damit beschäftigt. Eine Viertelmillion Menschen zeigten Interesse an dem Projekt Einstein@Home an der Suche nach Schwerkraftwellen und Pulsaren, tatsächlich aktiv sind aber nur 35.000 Personen mit insgesamt 200.000 Rechnern. Einer von ihnen ist Daniel Gebhardt. Er betreut die Computer des Fachbereichs Musikinformatik des Musikwissenschaftlichen Instituts der Universität Mainz und sorgt dafür, dass es den Maschinen nie langweilig wird: Wenn die PCs nicht ausgelastet sind, rechnen sie an etlichen Projekten mit, unter anderem auch bei der Suche nach neuen Pulsaren und Schwerkraftwellen.

    Den Entdeckern fehlte der Glaube

    „Persönliche Erwartungen hatte ich gar keine, es gibt soviele Menschen, die ihre freie Computerzeit der Wissenschaft zur Verfügung stellen“, erzählt uns der 34jährige. So schenkte er der Mitteilung, er sei Entdecker eines neuen Sterns, erstmal keinen Glauben. „Erfahren habe ich von ,meiner Entdeckung' erst durch eine Email von Bruce Allen. Ehrlich gesagt, es waren mehrere, denn ich dachte es ist Spam.“ Allen, Gründer von Einstein@Home und Direktor am Albert-Einstein-Institut in Hannover, machte die gleiche Erfahrung mit dem Mitentdecker-Ehepaar Colvin in den USA. Denen musste er sogar einen Brief auf dem Postweg schicken, weil sie seine Mails als unglaubwürdig weggeworfen hatten: „Das ist so, als bekommen sie eine E-Mail mit dem Betreff ,Sie haben eine Million Dollar gewonnen'", zeigt Allen Verständnis.

    Noch mehr verteiltes Rechnen kann der Mainzer Entdecker nun aber nicht mehr bieten: „In der Musikinformatik sind zehn PCs bei Einstein@Home gelistet. Mehr Arbeitsplatzrechner haben wird nicht“. Ob Gebhardt und das Ehepaar Colvin den neuen Stern nun einen Namen verleihen dürfen? Darauf gab es auch in der eilends anberaumten Pressekonferenz keine klare Antwort: „Ich denke nicht, dass wir diesen Pulsar  benennen dürfen. Er hat ja schließlich einen Namen: PSR J2007+2722“, lacht Gebhardt.

    Künstlerische Darstellung des neu entdeckten Pulsars PSR J2007+2722. Das Max-Planck-Institut <a href="http://media.aei.mpg.de/PSR-J2007+2722-Video-OnLOS-Lo.mp4" target="_blank">bietet ein Video dazu</a> an.
    Künstlerische Darstellung des neu entdeckten Pulsars PSR J2007+2722. Das Max-Planck-Institut bietet ein Video dazu an.
    Foto: Max-Planck-Institut für G
    Wer versorgt solange den Hund?

    In seinem Bekanntenkreis hatte sich die Nachricht schon vor der offiziellen Bekanntgabe durch die Wissenschaftler herumgesprochen: „Da die Pressekonferenz kurzfristig mit allen Beteiligten in den USA hätte stattfinden sollen, musste ich fragen: Wer versorgt meinen Hund in dieser Abwesenheit? Da wird man schon gefragt, warum und wieso.“ Dann musste Gebhardt zwar nicht in die USA fliegen, sondern nur nach Golm bei Potsdam zum Hauptsitz des Albert-Einstein-Instituts reisen. Dort wurde in einer Videokonferenz gemeinsam mit der US-National Science Fundation am Donnerstagabend das Geheimnis gelüftet.

    Jochen Magnus

    Weiterführende Links:


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