[Hongke-Fall] Verwenden Sie den Hongke-Digitalisierer, um den Durchmesser entfernter Sterne zu messen

Das MAGIC-Teleskop auf der Insel La Palma auf den Kanarischen Inseln wurde zur Beobachtung kosmischer Objekte gebaut, die hochenergetische Gammastrahlen aussenden (also Supernovae oder Schwarze Löcher). Astronomen verwenden Zwillingsteleskope, um den Durchmesser eines Sterns zu messen und den Prozess während seines gesamten Lebenszyklus zu untersuchen. Dies ist eine anspruchsvolle Aufgabe für Teleskope auf der Erde, da die Winkeldurchmesser von Sternen so klein sind (nur wenige Millibogensekunden), dass selbst die größten Teleskope der Welt sie nicht direkt messen können. Deshalb zeichnen Forscher die Lichtintensität eines Objekts auf, indem sie das Licht mehrerer Teleskope kombinieren, die mehrere Dutzend Meter voneinander entfernt sind – eine Technik, die Intensitätsinterferometrie genannt wird. Allerdings sind die Signale sehr schwach, sodass Störsignale und Übersprechen sie überfordern. Nach der Bewertung verschiedener Marken von Digitalisierern entschied sich das Institut schließlich für den Digitalisierer Hongke M4i.4450-x8. Fügen Sie hier eine Bildbeschreibung ein
Abbildung 1: MAGIC, ein Doppelteleskop, das sich über 2200 m über dem Meeresspiegel auf der Insel La Palma auf den Kanarischen Inseln befindet

Hintergrund des Projekts

Der Durchmesser eines entfernten Sterns wird durch Digitalisieren der vom Stern empfangenen Lichtänderungen gemessen. Kreuzkorrelationen werden im Laufe der Beobachtungen berechnet und gemittelt, um zu bestimmen, wie sie sich mit der Entfernung zwischen den Teleskopen ändern. Während sich Sterne über den Himmel bewegen, ändert sich die Geometrie und die Messung der Form erfordert Beobachtungen entlang mehrerer Achsen. Fügen Sie hier eine Bildbeschreibung ein
Abbildung 2: MAGIC (Major Atmospheric Gamma Ray Imaging Cherenkov) ist das weltweit größte luftgestützte Tscherenkow-Teleskop mit einem Durchmesser von jeweils 17 m. Das
Atmospheric Imaging Cherenkov Telescope (IACT) verfügt über große Spiegel für optische Photonen. Einige erzeugte Photoelektronensignale haben Reaktionszeiten von etwa einer Nanosekunde . Damit eignen sie sich gut für optische Interferometrie-Beobachtungen. Aufgrund ihrer Empfindlichkeit gegenüber sichtbaren Wellenlängen und der Lichtintensitätsinterferometrie mit langer Basislinie von IACT können Winkelauflösungen von zehn bis Mikrobogensekunden erreicht werden. Das Projekt montierte einen einfachen optischen Aufbau auf zwei IACT-Kameras mit 17 m Durchmesser und beobachtete kohärente Schwankungen in der Photonenintensität von drei verschiedenen Sternen, die von den beiden Teleskopen gemessen wurden.

Hongke-Anwendung

Aufgrund der großen zu verarbeitenden Datenmenge nutzt das System die SCAPP-Software (Hongke CUDA Access for Parallel processing) von Hongke. Dies ist eine Methode zum Senden aller vom Digitalisierer gesammelten Daten an die NVIDA-PC-Grafikkarte. Da der GPU-Grafikprozessor über bis zu 5000 Kerne verfügt, kann er eine schnellere Datenverarbeitungsgeschwindigkeit ermöglichen. Dadurch ist eine Aufzeichnung mit einer hohen Auflösung von 500 Megasamples pro Sekunde möglich.
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Abbildung 3: HK-M4i.4450-x8 2-Kanal-Digitalisierer, 500 MS/s

„Wir haben herausgefunden, dass diese Karten nicht nur die niedrigsten Werte an Störsignalen und Übersprechen aller von uns getesteten PC-Karten aufwiesen“, sagte David Fink, der am Max-Planck-Institut für Physik für die Elektronikentwicklung des Projekts verantwortlich ist, „sondern auch die Leistung jeder Karte Auch das Gleiche, es ist nützlicher, die Unterschiede zwischen den Signalen von jedem Teleskop zu vergleichen. Die Technik reagiert sehr empfindlich auf korrelierte Signale und Übersprechen zwischen Kanälen, einschließlich aller Signale, die auf dem Weg vom optischen Sensor zum aufgenommen werden Computer, der den Digitalisierer montiert. Auf lange Sicht ermöglichen uns diese Digitalisierer die präzise Messung von Schwankungen und bieten eine beispiellose Empfindlichkeit für Lichtintensitätsmessungen auf Nanosekunden-Zeitskalen, etwa zehnmal höher als das, was mit dem Narrabri-Interferometer in den 1970er Jahren erreicht wurde.

Hongke-Prüfung und -Messung

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