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MilkyWay@home
MilkyWay@home erstellt ein möglichst genaues 3D-Modell unserer eigenen Galaxie. Simuliert wird, wie Zwerggalaxien von den Gezeitenkräften der Milchstraße auseinandergerissen werden – und was das über die Verteilung der Dunklen Materie im galaktischen Halo verrät.
01Über das Projekt
MilkyWay@home wird seit Juli 2007 vom Computer Science Department des Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) in Troy, New York, betrieben. Ziel ist ein möglichst genaues dreidimensionales Modell der Milchstraße, erstellt auf Basis von Beobachtungsdaten des Sloan Digital Sky Survey.
Die Milchstraße eignet sich für diese Art von Forschung besonders gut, weil sie die einzige Galaxie ist, die sich von innen und damit in drei Dimensionen untersuchen lässt – bei jeder anderen Galaxie sehen wir von der Erde aus nur eine zweidimensionale Projektion. Die Forschung liegt bewusst an der Schnittstelle von Astronomie und Informatik: Neben astrophysikalischen Ergebnissen sind auch die verwendeten Optimierungs- und Suchverfahren selbst Gegenstand wissenschaftlicher Veröffentlichungen. In der BOINC-Community ist das Projekt zudem für seine sehr effizienten, GPU-optimierten Anwendungen bekannt, die einen hohen Rechendurchsatz ermöglichen.
02Die Unterprojekte
MilkyWay@home bestand über weite Strecken aus zwei parallelen Unterprojekten mit unterschiedlichen Aufgaben:
N-Body
Simuliert Zwerggalaxien, die in das Gravitationsfeld der Milchstraße „geschossen" und dabei von Gezeitenkräften auseinandergezogen werden. Die Startbedingungen der simulierten Zwerggalaxie werden so lange variiert, bis das Ergebnis zu den heute beobachteten Sternströmen passt – daraus lassen sich Rückschlüsse auf das Gravitationspotential und die Verteilung der Dunklen Materie im Halo ziehen.
Separation
Durchsuchte die Beobachtungsdaten des Sloan Digital Sky Survey, um Sternströme von einzelnen Halo-Sternen im Hintergrund zu trennen. Nachdem die gesetzten Ziele erreicht waren, wurde das Unterprojekt 2023 eingestellt; die Ergebnisse fließen weiterhin in begutachtete Fachveröffentlichungen ein.
03Was daraus schon geworden ist
Sternströme entstehen, wenn Kugelsternhaufen oder Zwerggalaxien der Milchstraße zu nahe kommen und von ihren Gezeitenkräften auseinandergezogen werden. Weil rund 90 % des Gravitationspotentials der Milchstraße auf Dunkle Materie zurückgeführt werden, liefern diese Ströme wichtige Hinweise auf deren räumliche Verteilung.
Auf Basis der MilkyWay@home-Daten sind mehrere begutachtete Fachartikel und Doktorarbeiten entstanden – etwa zur Form des Sagittarius-Gezeitenstroms und, in den vergangenen Jahren, zur Masse und Herkunft der Zwerggalaxie hinter dem sogenannten Orphan-Chenab-Strom.
Das war MilkyWay@home – ein 3D-Modell unserer Galaxie aus Freiwilligen-Rechenzeit. Im nächsten Teil dieser Seite geht es um ein weiteres BOINC-Projekt, an dem ich mich beteilige.