Einstein@Home

Kopernikus am Heimcomputer

Foto: Thomas Damm/AEI

Ein Netzwerk privater Rechner hat einen seltenen Himmelskörper gefunden. Das Ergebnis überprüften fünf der bekanntesten Radioteleskope der Welt.

Hannover. "PSR J2007+2722" klingt nicht unbedingt nach einer Riesensensation. Aber Astrophysiker geben den von ihnen entdeckten Himmelskörpern normalerweise keine Namen, sondern eine Katalognummer. "PSR J2007+2722" wirbelt einigen Staub in der Gilde der Sternenforscher auf. Zum einen dreht sich der Stern in einer Sekunde fast 41-mal um die eigene Achse und sendet dabei auch noch Radiowellen in den Weltraum. "Pulsare" nennen Astrophysiker solche Wirbelwinde. Der neu entdeckte Pulsar aber ist etwas ganz Besonderes, weil er sein hohes Drehtempo vermutlich längst verloren, später aber wieder recycelt hat. Die eigentliche Sensation ist aber noch eine andere - seine Entdeckung: Gefunden wurde "PSR J2007+2722" nicht in einem großen Forschungsinstitut, sondern von zwei privaten Computern in Ames im US-Bundesstaat Iowa und in Mainz am Rhein.

Die Besitzer beider Geräte stellen Astrophysikern für Routineuntersuchungen freie Rechenkapazität auf ihren PC zur Verfügung. Hintergrund dieser Zusammenarbeit sind die knappen Rechenkapazitäten an den Forschungsinstituten. Oft reicht die vorhandene Rechenzeit bei Weitem nicht aus, um alle Daten zum Beispiel von verschiedenen Teleskopen nach Pulsaren durchzuschauen.

Mehr als 250 000 Menschen stellen ihre Rechner zur Verfügung

Gleichzeitig stehen auf der Welt inzwischen mehr als eine Milliarde PC, auf denen Menschen im Internet shoppen, spielen oder soziale Netzwerke pflegen. Die meiste Zeit aber sind diese Rechner nur geringfügig ausgelastet. Oft gaukelt der Bildschirmschoner dann zwar Aktivität vor, doch der Prozessor döst. Über das Internet ließe sich diese schlummernde Kapazität doch bestimmt nutzen, grübelte in Hannover zum Beispiel Bruce Allen vom Albert-Einstein-Institut (AEI) des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik. "Einstein zuhause" oder im Computerenglisch "Einstein@Home" heißt das Programm, das aus solchen Überlegungen entstand.

Mehr als eine Viertelmillion Menschen haben sich inzwischen dazu angemeldet und stellen ihre Rechner unentgeltlich der Wissenschaft zur Verfügung. Jede Woche durchforsten rund hunderttausend private Rechner Daten von Teleskopen, für die Institutsrechner bisher keine Zeit hatten. Weil viele Freiwillige mehr als einen PC haben, können die Forscher so insgesamt auf eine Rechnerkapazität zurückgreifen, die sie in die Gruppe der 20 leistungsstärksten Großrechner der Welt bringt.

Ein Zentralcomputer weist diesen Rechnern dann Arbeitspakete zu, die innerhalb von zwei Wochen in Zeiten bearbeitet werden, in denen der PC ohnehin wenig zu tun hat oder gerade vielleicht nur der Bildschirmschoner läuft. Das Ganze kostet die freiwilligen Teilnehmer also weder Rechnerkapazität noch elektrischen Strom. Insgesamt aber spart die Aktion der Umwelt eine elektrische Leistung von fünf Megawatt, die bei europäischen Strompreisen die Institute im Jahr rund 9,4 Millionen Euro kosten würden. Da es längst eine ganze Reihe ähnlicher Programme gibt (Seti@Home sucht nach Signalen Außerirdischer, Rosetta@Home rechnet, wie sich Proteine falten), sind die privaten Rechenleistungen aus einigen Bereichen der Grundlagenforschung sogar nicht mehr wegzudenken.

Am 11. Juli 2010 wurde der Pulsar "PSR J2007+2722" entdeckt

Aber bringt die Rechnerei auf den privaten PC tatsächlich der Wissenschaft etwas? Als die beiden Rechner in Mainz und Aimes wieder einmal Daten vom Arecibo-Radioteleskop in Puerto Rico rechneten, ließ das Ergebnis AEI-Physiker Benjamin Knispel stutzen. Das Ergebnis vom 11. Juli 2010 überprüften gleich fünf der bekanntesten Radioteleskope der Welt: Greenbank in den USA, Lovell in Großbritannien, Effelsberg in Deutschland, Westerbork in den Niederlanden und Arecibo in Puerto Rico. Danach konnten Benjamin Knispel und seine Kollegen im Fachmagazin "Science" feststellen: Einstein@ Home hatte nicht nur einen neuen Pulsar entdeckt, sondern gleich ein ganz besonderes Exemplar.

Entstanden war "PSR J2007+2722" wie alle anderen Pulsare, als ein Stern am Ende seines Lebens in einer Supernova explodierte. Übrig blieb ein kleiner Neutronenstern, der einen großen Teil des Drehimpulses des Ursprungssterns übernommen hatte. Deshalb wirbelte er in jeder Sekunde etliche Male um seine Achse. Gleichzeitig sendet ein Pulsar Radiowellen aus und bremst damit seine Drehung ab. Mit der Zeit drehen sich Pulsare immer langsamer.

"PSR J2007+2722" aber muss einen Begleiter gehabt haben, der sich am Ende seines Lebens aufblähte. Das ist ein ganz normaler Vorgang bei alternden Sternen. Die riesige Schwerkraft von "PSR J2007+2722" aber konnte einen Teil dieser aufgeblähten Hülle des Begleiters anziehen. Immer mehr Materie prasselte auf die Oberfläche des Pulsars und brachte neben Masse auch Drehimpuls mit. Der aber beschleunigte die Drehung des Neutronensterns wieder.

Übrig blieb ein alter Pulsar, der für sein Alter viel zu schnell um seine eigene Achse wirbelt. Und der mal eben von zwei Heimcomputern entdeckt wurde.

Und so können Sie mitmachen

Mit Hilfe des Programms BOINC ist es Besitzern privater PC möglich einen Teil ihrer Rechnerkapazität für das Projekt Einstein@Home zur Verfügung zu stellen.

Geben bitte folgende Projektadresse ein:
http://einstein.phys.uwm.edu/

Hier können Sie die BOINC-Software für Windows herunterladen

Wichtige Informationen zum Einstein@Home-Projekt: