Krachtigste supercomputer van Nederland gaat ruimteflitsen onderzoeken

Elke dag gaan er duizenden enorme explosies af aan de hemel, zogenoemde snelle radioflitsen. Om deze gigantische flitsen beter te begrijpen heeft ASTRON, het Nederlands instituut voor radioastronomie en onderdeel van NWO, onlangs nieuwe hogesnelheidscamera’s geïnstalleerd op de radiotelescopen in Westerbork. Voor het analyseren van de beelden die hiermee wordt gemaakt heeft ASTRON de krachtigste supercomputer van Nederland tot haar beschikking.

Snelle radioflitsen zijn extreem heldere flitsen van radiolicht die miljarden lichtjaren reizen om de aarde te bereiken. Ze werden een decennium geleden ontdekt, maar wat ze veroorzaakt of waar ze vandaan komen is nog grotendeels onbekend. Omdat de flitsen maar een fractie van een seconde duren, is het heel lastig om ze waar te nemen. Tot nu toe zijn er daarom nog maar 25 snelle radioflitsen gezien.

Hersenen voor de telescoop

Apertif, de nieuwe set camera’s die in de schotels van ASTRON’s radiotelescoop in Westerbork zijn geïnstalleerd, moet hier verandering in brengen. De Westerbork-array krijgt met Apertif van alle gevoelige telescopen in de wereld het grootste blikveld. In één opname kan een groot deel van de hemel heel snel worden doorzocht. Om snelle radioflitsen en pulsars te vinden moet de telescoop 20.000 plaatjes van het heelal per seconde verwerken. Daarvoor heeft de telescoop wel nieuwe ‘hersens’ nodig. “We hebben daarom één van de snelste supercomputers ter wereld ontworpen en gebouwd,” zegt Joeri van Leeuwen van ASTRON en de Universiteit van Amsterdam.

Het bijzondere aan de nieuwe supercomputer is dat hij helemaal wordt aangedreven door beeldverwerkingschips uit de gaming-industrie. “Gamers gebruiken computers met heel krachtige processors voor videotaken: de GPU’s,”legt Van Leeuwen uit. “Wij gebruiken deze chips nu voor het eerst om de plaatjes van onze telescoop te verwerken.” In de supercomputer zitten tweehonderd van deze GPU’s, die vier terabit per seconde aan data verwerken. Dit is meer data dan het hele internet van Nederland. Met een rekencapaciteit van 2 petaflops is de nieuwe supercomputer het krachtigste GPU-supercomputer van Nederland.

Zelflerend vermogen

De supercomputer zal zichzelf aanleren om ruimteflitsen te ontdekken in de duizenden plaatjes van de telescoop. “We deden dat eerst zelf, handmatig”, zegt Van Leeuwen. “Maar dat is enorm veel werk, en ook foutgevoelig. De computer zal naarmate hij meer flitsen ontdekt, de flitsen steeds beter leren onderscheiden. We hopen dan één snelle radioflits per week te ontdekken, waarvan we precies de locatie kunnen bepalen.”

Met de supercomputer hoopt Van Leeuwen het mysterie rondom de snelle ruimteflitsen te ontrafelen. “We weten dat ze uit andere sterrenstelsels komen, maar niet precies waarvandaan. Ook is nog onbekend of het allemaal felle stralen van neutronensterren, exploderende sterren of flitsende zwarte gaten zijn”, aldus Van Leeuwen. Ook sterrenkundige Samayra Straal van de Universiteit van Amsterdam kijkt uit naar de komst van de nieuwe technologie. Straal: “Sommige flitsen blijken te herhalen. Met de nieuwe technologie kunnen we, als we een flits ontdekken, direct het besluit nemen om te wachten op meer flitsen. Met meer flitsen van dezelfde bron kunnen we hopelijk ontdekken wat ze veroorzaakt.”