Leder efter de første stjerner og galakser

Astrofysikere, teleskoper, supercomputere, og softwareingeniører er gået sammen om at søge efter signaler fra det tidlige univers.

Holdet fra International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR), Pawsey Supercomputing Center og DownUnder GeoSolutions (DUG), brugt hundredvis af timers observationer fra Murchison Widefield Array (MWA) radioteleskop indsamlet over fem år.

"Vi leder efter de første stjerner og galakser, der blev dannet efter Big Bang for næsten 13 milliarder år siden, " sagde lektor Cathryn Trott, fra Curtin University node i ICRAR og ARC Center of Excellence for All-Sky Astrophysics in 3-D (ASTRO 3-D).

"De signaler, vi leder efter, har rejst gennem det store og ekspanderende univers i milliarder af år og er utroligt svage."

"Efter deres lange rejse, de skyller ind over Jorden som lavfrekvente radiobølger, som let kan overdøves af den radiostøj, vi mennesker laver, og af radiobrummen fra resten af ​​universet."

MWA er placeret på et af de mest radiostøjsvage steder i verden, ved CSIROs Murchison Radio-astronomy Observatory i outback Western Australia.

Det er en forløber for det $A2+ milliarder Square Kilometer Array radioteleskop, der vil blive bygget i Australien og Sydafrika i løbet af det næste årti. Ved at studere det tidlige univers med MWA, vi kan bedre forstå, hvordan det udviklede sig til det, vi ser i dag, giver en klar vej frem til Square Kilometer Array (SKA), der kommer online om et par år.

Projektet involverer enorme 200 terabyte data. Dette er nogenlunde det samme som at downloade alle 73 episoder af Game of Thrones 1, 800 gange.

Dataene rejste fra teleskopet til Pawsey Supercomputing Center i Perth, en af ​​Australiens tier-1 nationale højtydende computerfaciliteter og et mangeårigt og succesfuldt joint venture mellem CSIRO og WA's fire offentlige universiteter, hvor de blev opbevaret og behandlet på omhyggelig måde for at udtrække de signaler, holdet søgte efter.

Pawsey-direktør Mark Stickells sagde, at dette er endnu et eksempel på fantastisk videnskabeligt samarbejde, der placerer WA som et vigtigt forskningscenter. "Radio-astronomi er et nøgleforskningsdomæne understøttet af Pawsey, og dette industrisamarbejde styrker og accelererer virkningen af ​​videnskaben, der udføres ved hjælp af infrastruktur i verdensklasse og lokal ekspertise."

"Pawsey Supercomputing Center er en væsentlig del af MWA's eksperimentelle infrastruktur og spiller en vigtig rolle i at støtte Australiens bestræbelser på at bygge SKA i WA."

Af de 700 timers observationer sendt til Pawsey fra teleskopet, 450 timer blev udvalgt til videre behandling.

Dataene blev overført til DUGs supercomputer i West Perth, hvor deres softwareingeniørteam optimerede behandlingsalgoritmerne og leverede de behandlede data på rekordtid.

DUG er en teknologivirksomhed, med dybe rødder i softwareudvikling og big data-behandling i efterforskningen efter olie og gas. Fra sin beskedne begyndelse i et skur i Subiaco, det ejer og driver nu nogle af de største beregningssystemer i verden og leverer højtydende computing as a service (HPCaaS) gennem sit DUG McCloud-tilbud.

WA-firmaet driver en 10 PFlop supercomputer i Perth, med en samlet beregningskapacitet på 30 Pflop flere steder rundt om i verden.

"Vi føler os privilegerede over at være involveret i dette utroligt interessante projekt, " sagde DUG grundlægger og administrerende direktør, Matt Lamont.

"DUG består primært af fysikere og matematikere med fokus på at udvikle algoritmer og behandle data på vores eget højtydende computernetværk, " han sagde.

"I de sidste 15 år har vi løst big data-problemer for olie- og gasindustrien, og nu forgrener vi os for at arbejde med nye brugere, der leder efter overkommelige supercomputing-løsninger og support for at få deres kode op at køre hurtigt."

ICRAR vicedirektør professor Steven Tingay sagde, at samarbejdet virkelig fremhævede nogle af WA's vigtigste styrker.

"I den ene ende har vi et innovativt teleskop, der har været i drift i Midtvesten i de sidste seks år, og på den anden side har vi Australiens investering i dets højtydende computernetværk, " han sagde.

"Ind i mellem, vi har nogle af de dygtigste hjerner inden for astrofysik og supercomputing, der arbejder med DUG, en verdensførende software- og computervirksomhed."

"Det faktum, at alt dette er vokset op i det vestlige Australien, er et bevis på, at vi kan udnytte det bedste af innovation i den akademiske verden og industrien og gøre vores del for at sætte skub i WA's økonomiske fremtid.