Neues von der Sternwarte: Wie funktioniert astrometry.net?

Einleitung

Vor kurzem haben wir festgestellt, daß wir eine Anwendung auf der Festplatte haben, die es uns ermöglicht, den Inhalt eines beliebigen Bildes vom Sternenhimmel zu identifizieren. Der Name der Anwendung war „astrometry.net“.

Es ist übrigens keine Wunder, daß wir diese Anwendung auf unserer Festplatte entdeckt haben, wurde sie von uns doch selber dort installiert. Ihr erinnert euch noch? 🙂

Das Zauberwort, daß mit dieser Auflösung des Inhaltes unseres „Suchbildes“ einherging, hieß „blind astrometric calibration“.

Vergleiche

Was brauchen wir nun zur Lösung unseres Problems?

Ist doch klar, werdet ihr sagen. Wir brauchen unser Sternenfoto auf unserem Astrorechner und wir brauchen astrometry.net.

Das stimmt schon. Nur wollen wir ja herausfinden, wie astrometry.net es anstellt, in unserem „Suchbild“ die tatsächlich vorhandenen Sterne und Galaxien zu identifizieren. Also nochmal:

Was brauchen wir zur Lösung unseres Problems?

Wir brauchen etwas, mit dem der Inhalt unseres Fotos verglichen werden kann. Wir brauchen also sowas wie einen Sternenkatalog, der alle Sterne des Nachthimmels in geordneter Form enthält.

Uns dürfte aber klar sein, daß nun ein Problem auftreten könnte. Und dieses Problem heißt Zeit.

Wir haben den Anspruch angemeldet, daß unser Foto in ein paar Sekunden gelöst wird. Nur enthält so ein Sternenkatalog Millionen und aber Millionen Sterne. Es dürfte eine halbe Ewigkeit dauern, bis das Foto Stern um Stern mit dem Sternenkatalog abgeglichen ist. Daran dürfte sich selbst ein schneller Arbeitsplatzrechner die Zähne ausbeißen

Sternenkataloge

Es gibt solche Sternenkataloge, die mit Großteleskopen aufgenommen wurden. In unserem Fall ist es der 2MASS-Katalog, eine Sterndurchmusterung im nahen infraroten Bereich, der Verwendung finden wird

2MASS enthält unter anderem knapp 500 Millionen Punkt-Lichtquellen (z.B. Sterne) .

Ich höre den Astro-Rechner jetzt schon keuchen.

Metadaten im Sternenkatalog

Es ist nicht schwer, einzusehen, daß uns mit den Fotos, die in so einem Sternenkatalog enthalten sind, nicht viel geholfen ist. Was wir brauchen, das sind die Daten der Sterne, also ihre galaktischen Koordinaten, ihre Helligkeiten usw.

Einige dieser Daten werden schon als Meta-Daten in dem Sternenkatalog gespeichert sein. Was weiter an Daten noch benötigt wird, erzeugt astrometry.net

Reduzierung der Daten

Die Aufnahme der Daten von Sternen in eine wie auch immer geartete Tabelle, bedeutet eine erhebliche Reduzierung der Datenflut. Alles was benötigt wird, liegt nun in Tabellenform vor und kann zur Suche verwendet werden.

Viele viele Daten

Trotz der Reduzierung sind es immer noch eine Menge Daten, die durchsucht werden müssen. Jeder der 500 Millionen Sterne muß ja einen kompletten Datensatz haben.

Und dann ist es mit dem reinen Vergleich der Daten, die wir aus unserem „Suchbild“ extrahieren und der Daten im Sternenkatalog noch lange nicht getan.

Wer sagt uns denn, daß unser Bild die gleiche Orientierung im Raum hat, wie das entsprechene Bild im Sternenkatalog. Ich sage nur das Sichwort Bildfelddrehung. Und der Bildwinkel dürfte auch nur eher selten bis gar nicht übereinstimmen.

Ein solcher Vergleich würde dann auf einen Vergleich von Äpfeln und Birnen hinauslaufen. Er wäre unsinnig und nicht möglich.

Und nun?

Tja, da haben sich die Wissenschaftler rund um astometry.net etwas einfallen lassen. Dieses Etwas hat dem Namen „geometric hash code“ und geht einher mit einem anderen Begriff, mit den „quads“

Was es damit nun auf sich hat, das erzähle ich

demnächst in diesem Theater… 🙂

 

 

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