MPE Jahresbericht 2003 / MPE Annual Report 2003

3.    Experimentelle Entwicklung und Projekte /
   Experimental Development and Projects

3.6   Optische und Interpretative Astronomie /  Optical and Interpretative Astronomy

ASTRO-WISE (ASTROnomical Wide-field Imaging System for Europe) ist eine Initiative, die die Software- und Analyseprogramme liefern wird, die notwendig sind, um die beträchtlichen Datenmengen die von OmegaCam und anderen Großfeld-Kameras produziert werden, zu verarbeiten. Diese neuen Instrumente bringen die astronomische Forschung an die Grenzen der modernen Informationstechnologie. Für OmegaCam erwarten wir eine jährliche Datenrate von ungefähr 30 Terabyte (1 Tbyte = 1000 Gbyte) allein durch die unbearbeiteten Himmelsaufnahmen. Weitere 10 Terabytes/Jahr werden durch die Datenvearbeitung entstehen. Jedes einzelne OmegaCam Bild enthält ungefähr 10000 astronomische Objekte, und die daraus erzeugten Tabellen, welche die Eigenschaften dieser Objekten enthalten (Helligkeit, Position, Farbe, Form, usw.) ergeben ein weiteres Terabyte jedes Jahr.

The ASTRO-WISE (ASTROnomical Wide-field Imaging System for Europe) is a program that will provide the software and analysis routines necessary to reduce and mine the vast quantities of data produced by OmegaCam and other wide-field sky survey cameras. These wide-field imagers bring astronomical research to the edge of modern information technology. For OmegaCam, an annual rate of about 30 Terabytes (1 Tbyte = 1000 Gbyte) of raw science image data is expected, which after reduction will deliver about 10 Terabytes/year of image data ready for scientific research. Each OmegaCam image will contain about 10000 astronomical objects and the estimated yearly production of tables containing the properties of these objects (brightness, position, colour, shape, etc.) will be of the order of 1 Terabyte each year.

Wir entwickeln die Software (sogenannte „Pipeline“) und stellen die nötige Hardware zusammen, mit denen Astronomen Quellen von den Weitfeld-Kameras kalibrieren, analysieren und extrahieren können. Das Astro-Wise Programm hat ehrgeizige Ziele: Datenreduktion in Echtzeit, das Erstellen von extrem großen Datenbanken, das Entwerfen und Herstellen eines dynamischen Archivs, und der Vereinigung der Datenbänke der verschiedenen nationalen Rechenzentren (Deutschland, Niederlande, Italien und Frankreich). Astro-Wise wird weltweit eines der ersten funktionsfähigen virtuellen Observatorien sein.

We are developing the software tools and computing hardware infrastructure with which users can calibrate, analyse, and extract sources from wide-field images. The program has ambitious goals in terms of on-the-fly-reprocessing, parallel processing, data-basing of extremely large data volumes, designing and creating dynamic archives, and federating data volumes over the various national data centers involved (Germany, The Netherlands, Italy, and France). Astro-Wise will become one of the first operational Virtual Observatory systems.

Das im Januar 2001 begonnene Projekt hat jetzt etwa Halbzeit. Zur Zeit haben wir eine funktionierende Reduktions-Software, die Rohdaten bearbeitet und daraus Objektlisten erzeugt. Die Software ist mit großen Datenvolumen existierender Geräte (WFI, FORS, INT, BTC) geprüft worden. Alle Daten werden zuerst in eine Datenbank eingelesen, von der die Pipeline sie zurückholt, eine Operation durchführt und schließlich die Produkte mit ihren Qualitätseinschätzungen wieder darin abspeichert. Die extrahierten Objekttabellen werden ebenfalls in die Datenbank geschrieben. Dadurch kann jeder Pipeline-Benutzer die Verarbeitung seiner Daten oder die Ergebnisse bzgl. einer beliebigen Quelle komplett zurückverfolgen, oder sogar von einem beliebigen Pipelineschritt beginnend neu auswerten. Eine gemeinsame Nutzung von Inhalt und Zugang der Datenbank ist zwischen der Universitäts-Sternwarte München (USM) und der Universität von Groningen erfolgreich getestet worden. Ein Prototypprogramm (SAssociate) wurde entwickelt um umfangreiche Objektlisten, die mit der Astro-Wise pipeline erzeugt wurden miteinander zu vergleichen und zu verknüpfen. Diese Routine arbeitet innerhalb der Datenbank und kann zwei Quelllisten mit jeweils mehr als 1000000 Objekten innerhalb weniger Sekunden miteinander korrelieren.

Begun in January 2001, we are now at the half-way point with Astro-Wise. Currently, we have a working pipeline that bias corrects, flat-fields, photometrically calibrates, performs quality control on each image, and extracts sources. The pipeline has been tested using large data sets from already operating instruments (WFI, FORS, INT, BTC). All data is first ingested into the associated data-base, from which the pipeline retrieves it, performs an operation, and returns the products and quality assessment to it. The extracted source tables are also written to the data-base. Thus, any user can retrace the exact processing done to any data, or any detected source, and even reprocess the data from any pipeline step with any user-defined data attributes. A sharing of data-base content and access (federation) has been successfully tested between the Universitäts-Sternwarte München (USM) and Groningen. A prototype routine (SAssociate) has also been developed and tested that finds matches between the sources in very large object lists within the data-base. SAssociate can correlate two source lists, each with 1000000 or more sources, in a few seconds.

Ausführlichere Information finden Sie auf der Astro-Wise homepage: http://www.Astro-Wise.org/.

For more detailed information, please see the Astro-Wise homepage at http://www.Astro-Wise.org/.

OmegaCam, das einzige Messinstrument des 2.6 m VLT Survey Telescope (VST), ist eine optische Kamera mit einem Gesichtsfeld von einem Quadratgrad. Die Kamera wird in einer Zusammenarbeit von Instituten aus Deutschland, den Niederlanden und Italien gebaut und soll im Juni 2005 ihren Betrieb am Paranal Observatorium der ESO aufnehmen.

OmegaCam is a 1 square degree wide-field, optical camera that will be the sole instrument for the 2.6 m VLT Survey Telescope (VST). It is being built by a consortium of institutes from Germany, the Netherlands, and Italy, and should complete its commissioning at ESO's Paranal observatory and become operational in June 2005.

OmegaCam und das VST dienen als ein reines Durchmusterungsinstrument. Während seiner 10-jäh­ri­gen Lebensdauer wird OmegaCam einen großen Teil (ungefähr 30000 Quadratgrad) des in Chile sichtbaren Himmels ablichten. Um diese außerordentliche Überdeckung zu erzielen, kombiniert OmegaCam 32 CCD Detektoren mit einer gesamten Belichtungsfläche von 16384 x 16384 Pixeln (Abb. 3-19). Mit einem beispiellosen Gesichtsfeld von einem Quadratgrad (gleichwertig mit 4 Vollmondbildern) wird OmegaCam die größte digitale Kamera der Welt (Abb. 3-20). Würde man eine einzelne OmegaCam-Belichtung mit Standard-Computer­moni­tor­auflösung darstellen, so wäre eine Fläche von mehr als 20 Quadratmeter nötig, während die Größe der vorgeschlagenen gesamten Durchmusterung fast einem Quadratkilometer entspräche.

OmegaCam and the VST will act as a pure survey instrument. During its 10 year mission OmegaCam will map a large fraction (about 30000 square degrees) of the sky visible in Chile. To achieve this extraordinary area, OmegaCam combines 32 CCD detectors to create a 16384 x 16384 pixel array (Fig. 3-19). This implies an unprecedented field-of-view of one square degree (equivalent to 4 full moons), making Omega-Cam the world's largest digital camera (Fig. 3-20). Expressed in standard computer monitor resolution, a single OmegaCam exposure would result in a picture measuring more than 20 square meters, whereas the size of the total proposed surveys would be almost one square kilometer.

Abb. 3-19: Die Belichtungsfläche von OmegaCam gedeckt mit 32 mechanischen CCD-Platzhaltern.

Fig. 3-19: The mosaic plate fully tiled with 32 mechanical CCD samples.

Abb. 3-20: OmegaCams Detektorfläche bestehend aus 32 CCD's mit einer Gesamtmenge von 256 Megapixeln. Das große Bildfeld dieser 1-Quadratgradkamera wird offensichtlich, wenn man es mit dem Bild des abnehmenden Mondes vergleicht.

Fig. 3-20: OmegaCam's detector plane composed of 32 CCD's with a total of 256 Megapixels. The large field of view of this 1-square-degree imager is apparent when compared to an image of the waning moon.

Aufgrund der großen Anzahl astronomischer Objekte, die OmegaCam erfassen wird, werden außerordentlich genaue statistische Untersuchungen sowie das Auffinden von sehr seltenen Objekten möglich sein. Neben der generellen Rolle als Durchmusterungsinstrument sind viele spezielle Wissenschaftsprogramme vorgesehen. Diese beinhalten die Suche nach Objekten des Kuiper-Gürtels und der Oort'schen Wolke, Objekte hoher Eigenbewegung, optische Gegenstücke von Gamma-ray Bursts, Supernovae, sowie Studien der großräumigen Struktur des Universums und von hoch-rotverschobenen Galaxien und Quasaren. OmegaCam und das VST werden also eine wahrhafte Flut von Objekten liefern, die dann mit den größeren VLT Teleskopen genauer untersucht werden können.

OmegaCam will be instrumental in providing statistics on large samples of objects, as well as finding unusual rare objects. Aside from its role in providing large area public surveys, a large number of individual science programs have been proposed. These include searches for supernovae, Kuiper belt and Oort cloud objects, gamma ray bursts, and high proper motion objects, as well as mapping large scale structures, Galactic halo populations, and high redshift galaxies and quasars. Clearly, the VST and OmegaCam will provide a veritable flood of objects for follow-up observations with the VLT telescopes.

Am Kameragehäuse wurde in diesem Jahr an der Universitäts-Sternwarte München die mechanisch-elek­tronische Integration durchgeführt (Abb. 3-21). Test der Funktionalität des Kameraverschlusses sowie der verschiedenen Softwaremodule haben gezeigt, dass die bislang gefertigten Komponenten die Spezifikationen erfüllen. Der erste der 11 Filter, die für OmegaCam vorgesehen sind, wird Ende 2003 erwartet.

Currently, the camera housing has been machined and delivered to the Universitäts-Sternwarte München, where mechanical and electronic integration has recently been completed (Fig. 3-21). Tests of the camera shutter performance and the controlling software modules have also been completed and fulfill the specifications. The first of the 11 filters intended for OmegaCam is expected to be delivered by the end of 2003.

Abb. 3-21: Das Kameragehäuse während der Integration. Innerhalb des Gehäuses ist der Filterhalter und die Filter-Austauscheinheit sichtbar. Das Gesamtinstrument und die Elektronik wiegen mehr als 1100 kg und haben einen gesamten Durchmesser von fast 2 Metern. Ein Apfel verdeutlicht die Dimensionen der Kamera.

Fig. 3-21: The camera mounting during assembly. Visible within the mount is the filter holder and exchange mechanism. The total instrument and electronics will weight more than 1100 kg and have an overall diameter of almost 2 m. An apple is used for scale.

Das Projekt Astro-Wise wurde durch die Europäische Union gefördert und das OmegaCAM-Projekt durch das BMBF.

The project Astro-Wise was supported by the European Union, and the OmegaCAM-Project by BMBF.

MPE Jahresbericht 2003 / MPE Annual Report 2003


© Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Impressum
HTML version: 2004-06-03; Helmut Steinle