Den galaktiske supernova-rest G261.9+5.5. (Wasim Raja/CSIRO; Pascal Elah/Pawsey) Inden for 24 timer efter adgang til den første fase af Australiens nyeste supercomputing-system, har forskere behandlet en række radioteleskopobservationer, herunder et meget detaljeret billede af en supernova-rest.
De meget høje datahastigheder og de enorme datamængder fra den nye generations radioteleskoper som f.eks ASK LÆKKE (Australian Square Kilometer Array Pathfinder) har brug for yderst dygtig software, der kører på supercomputere.
Det er her, Pawsey Supercomputing Research Center kommer i spil, med en nylanceret supercomputer kaldet Setonix – opkaldt efter det vestlige Australiens yndlingsdyr, quokkaen ( Setonix brachyurus ).
ASKAP, som består af 36 parabolantenner, der arbejder sammen som ét teleskop, drives af Australiens nationale videnskabsagentur CSIRO; de observationsdata, den indsamler, overføres via højhastigheds optiske fibre til Pawsey Center for behandling og konvertering til videnskabsklare billeder.
Som en vigtig milepæl på vejen til fuld implementering har vi nu demonstreret integrationen af vores behandlingssoftware ASKAPsoft på Setonix, komplet med fantastiske billeder.
Spor af en døende stjerne
Et spændende resultat af denne øvelse har været et fantastisk billede af et kosmisk objekt kendt som en supernova-rest, G261,9+5,5 .
Anslået til at være mere end en million år gammel og placeret 10.000-15.000 lysår væk fra os, var dette objekt i vores galakse først klassificeret som en supernova-rest af CSIRO-radioastronom Eric R. Hill i 1967 ved hjælp af observationer fra CSIRO's Parkes radioteleskop, Murriyang .
Supernova-rester (SNR'er) er resterne af kraftige eksplosioner fra døende stjerner. Det udstødte materiale fra eksplosionen pløjer udad i det omgivende interstellare medium med supersoniske hastigheder, fejer gas og alt materiale, det støder på undervejs, op og komprimerer og opvarmer dem i processen.
Den galaktiske supernova-rest G261.9+5.5. ( Wasim Raja/CSIRO; Pascal Elah/Pawsey )
Derudover ville chokbølgen også komprimere de interstellare magnetfelter. De emissioner, vi ser i vores radiobillede af G261.9+5.5, er fra højenergiske elektroner fanget i disse komprimerede felter. De bærer information om historien om den eksploderede stjerne og aspekter af det omgivende interstellare medium.
Strukturen af denne rest afsløret i det dybe ASKAP-radiobillede åbner muligheden for at studere denne rest og de fysiske egenskaber (såsom magnetiske felter og højenergielektrondensiteter) af det interstellare medium i hidtil usete detaljer.
At sætte en supercomputer igennem dens tempo
Billedet af SNR G261.9+05.5 er måske smukt at se på, men behandlingen af data fra ASKAPs astronomiundersøgelser er også en god måde at stressteste supercomputersystemet på, herunder hardwaren og behandlingssoftwaren.
Vi inkluderede supernova-restens datasæt til vores indledende test, fordi dens komplekse funktioner ville øge behandlingsudfordringerne.
Databehandling selv med en supercomputer er en kompleks øvelse, hvor forskellige behandlingstilstande udløser forskellige potentielle problemer. For eksempel blev billedet af SNR lavet ved at kombinere data indsamlet ved hundredvis af forskellige frekvenser (eller farver, hvis du vil), hvilket giver os mulighed for at få et sammensat billede af objektet.
Men der er også en skatkammer af information gemt i de enkelte frekvenser. Uddrag af denne information kræver ofte at lave billeder ved hver frekvens, hvilket kræver flere computerressourcer og mere digital plads at opbevare.
Mens Setonix har tilstrækkelige ressourcer til så intens behandling, ville en vigtig udfordring være at etablere stabiliteten af supercomputeren, når den bliver surret med så enorme mængder data dag ud og dag ind.
Nøglen til denne hurtige første demonstration var det tætte samarbejde mellem Pawsey Center og ASKAPs videnskabelige databehandlingsteammedlemmer. Vores teamwork gjorde det muligt for os alle bedre at forstå disse udfordringer og hurtigt finde løsninger.
Disse resultater betyder, at vi for eksempel vil være i stand til at finde mere ud af ASKAP-dataene.
Mere på vej
Men dette er kun den første af to installationsfaser for Setonix, hvor den anden forventes afsluttet senere i år.
Dette vil give datateams mulighed for at behandle flere af de enorme mængder data, der kommer ind fra mange projekter på en brøkdel af tiden. Til gengæld vil det ikke kun gøre det muligt for forskere bedre at forstå vores univers, men vil uden tvivl afsløre nye objekter gemt på radiohimlen. De mange videnskabelige spørgsmål, som Setonix vil give os mulighed for at udforske i kortere tidsrammer, åbner op for så mange muligheder.
Denne stigning i beregningskapaciteten gavner ikke kun ASKAP, men alle Australien-baserede forskere inden for alle områder af videnskab og teknik, der kan få adgang til Setonix.
Mens supercomputeren ramper op til fuld drift, er ASKAP det også, som i øjeblikket afslutter en række pilotundersøgelser og snart vil foretage endnu større og dybere undersøgelser af himlen.
Supernova-resten er blot en af mange funktioner, vi nu har afsløret, og vi kan forvente, at mange flere fantastiske billeder og opdagelsen af mange nye himmellegemer kommer snart. 
Wasim Raja , Forsker, CSIRO og Pascal Jahan Elahi , Supercomputing-applikationsspecialist, Pawsey Supercomputing Research Centre, CSIRO .
Denne artikel er genudgivet fra Samtalen under en Creative Commons-licens. Læs original artikel .