Wiener Astronom plant Höchstleistungsrechenzentrum

Er leitet das Institut für Astronomie, im Rahmen des Forschungsprojekts „Computational Astrophysics“ simuliert er mit seinen Mitarbeitern die Entstehung von Sternen ebenso wie das Werden und Vergehen von ganzen Galaxien.

Es sei in der modernen Astrophysik ein ständiges Hin und Her zwischen Teleskop und Modellrechnungen, erklärte der Wissenschafter gegenüber der APA. Die Beobachtungen liefern die Basis für Modelle, die Modelle werden durch weitere Beobachtungen überprüft und angepasst.

Die Dimensionen, mit denen die Wissenschafter dabei arbeiten, sind für das normale menschliche Vorstellungsvermögen schwer fassbar. Allein unsere Heimatgalaxie misst im Durchmesser rund 100.000 Lichtjahre, beherbergt 100 Milliarden Sterne und wahrscheinlich Millionen Planetensysteme wie das unsere. „Galaxien sind unvorstellbar große Gebilde, die einen permanenten Veränderungsprozess durchlaufen. Die einzige Möglichkeit, sie zu beschreiben, ist die Simulierung bzw. Modellierung am Computer“, so Hensler.

Um ganze Galaxien simulieren zu können, zerteilen sie die Forscher in Millionen von Gebieten, dann beginnt das Spiel der beeinflussenden inneren und äußeren Kräfte und Prozesse, wie etwa Gravitation, Abkühlung, Erwärmung oder Gaszusammensetzung. Anschließend wird jeder Bereich für einen begrenzten Zeitschritt an einem einzelnen Prozessor des Computers durchgerechnet und danach mit allen anderen verbunden. Am Schluss steht das fertige Modell einer Galaxieentwicklung.

Bis dato gibt es allerdings kein einziges Programm, mit dem es möglich ist, Objekte im All in all seinen Facetten zu berechnen. Es gibt viele Programme, die ganz unterschiedliche Gesichtspunkte behandeln. So kann z.B. mit einem Programm Sternentstehung unter der Eigengravitation einer Gaswolke, mit einem anderen etwa die Gaszusammensetzung und mit einem weiteren die Dynamik der Galaxie berechnet werden.

Um die Aufgaben bewältigen zu können, müssen die Wiener Astronomen derzeit auf „High-perfomance Computing“ (HPC)-Zentren im Ausland zurückgreifen. In Österreich steht kein derartiges Zentrum zur Verfügung. Hensler hat allerdings schon ein Konzept für eine derartige Rechenanlage. Diese würde dann nicht nur von Astronomen genutzt, aufwändige Simulationen sind heute in vielen Fachbereichen nötig, etwa in Physik, Mathematik, Chemie, Klimaforschung oder Biologie. Hensler hofft, auch Industrievertreter auf seine Seite ziehen zu können.