Otto-Hahn-Medaille für Dr. Colin Clark
Forscher am AEI Hannover erhält Preis der Max-Planck-Gesellschaft für seine Dissertation
Dr. Colin Clark, Forscher am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut; AEI) in Hannover erhält eine der diesjährigen Otto-Hahn-Medaillen der Max-Planck-Gesellschaft. Der Preis für seine Dissertation über Entdeckungen von neuen Gammapulsaren mittels verbesserter Datenanalyse ist mit 7.500 € dotiert. Die Auszeichnung wurde 30 herausragenden jungen Max-Planck-Forschenden, darunter Clark, am 21. Juni bei der Jahreshauptversammlung 2017 der Max-Planck-Gesellschaft in Weimar verliehen.
In seiner Dissertation entwickelte Clark neue Suchmethoden für Gammapulsare in Daten des Weltraumteleskops Fermi. Er wendete dann diese Methoden an, um während seiner Doktorarbeit 19 zuvor unbekannte Pulsare zu entdecken.
„Ich finde, dass die Entwicklung neuer Herangehensweisen, um solche Suchen effizienter und sensitiver zu machen, eine lohnende Herausforderung ist“, sagt Clark. „Es ist immer aufregend, ein neues Signal von einer bis dahin mysteriösen Quelle zu finden.“
Geheimnisvolle Gammapulsare
Gammapulsare sind schnell rotierende Neutronensterne, kompakte Sternenreste mit der rund 1,5-fachen Masse unserer Sonne und mit einem Durchmesser von 20 Kilometern. Neutronensterne sind Endzustände von „Sternenleben“ und werden aus den Supernovaexplosionen massereicher Sterne geboren. Gammapulsare emittieren pulsierend gebündelte Gammastrahlung ähnlich einem kosmischen Leuchtturm.
Untersuchungen der Neutronensternpopulation in unserer Galaxie helfen Astronomen die Entwicklung von Sternen besser zu verstehen. Eine weitere offene Frage betrifft die Produktion der energetischen Gammastrahlung der Neutronensterne. Diese scheint mit den extrem starken Magnetfeldern der Neutronensterne zusammenzuhängen, die billionenfach stärker als das Erdmagnetfeld sind.
Rechenaufwändige Blindsuchen mit Einstein@Home
Die Schwierigkeit, neue Gammapulsare zu entdecken besteht darin, dass obwohl Gammapulsare zu den energiereichsten Objekten in unserer Galaxie gehören, die von ihnen ausgesendeten Signale sehr schwach sind, wenn sie uns erreichen.
Im Schnitt detektiert das Large Area Telescope an Bord des Fermi-Satelliten nur 10 Photonen pro Tag von einem typischen Pulsar. Um das Pulsieren nachzuweisen, müssen Daten von vielen Jahren analysiert werden, während der sich der Pulsar milliardenfach um die eigene Achse drehen kann. Für jedes einzelne Photon muss genau bestimmt werden, während welcher Phase der weniger als einer Sekunde dauernden Rotation es abgestrahlt wurde. So müssen die Astronomen Jahre überspannende Datensätze mit sehr feiner Auflösung durchkämmen, damit Ihnen kein Signal entgeht. Die Rechenleistung für diese „Blindsuchen“ – bei denen wenig bis keine Information über die Pulsare vorab bekannt ist – ist enorm.
Eine wichtige Grundlage für Clarks Entdeckungen war die Nutzung des verteilten Rechenprojekts Einstein@Home, das das AEI Hannover zusammen mit der University of Wisconsin-Milwaukee betreibt. Dieses Projekt erlaubt es Freiwilligen aus aller Welt ungenutzte Rechenzeit auf ihren Computern und Smartphones für Suchen nach Neutronensternen zu spenden. Einstein@Home such Neutronensterne anhand ihrer emittierten Gammastrahlung und Radiowellen. Das Hauptziel des Projekts ist die Messung der von Neutronensternen abgestrahlten kontinuierlichen Gravitationswellen.
Der Preisträger
Dr. Colin Clark (geboren 1990) studierte Physik und Astronomie an der University of Glasgow und schrieb seine Doktorarbeit am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in einer Emmy Noether-Forschungsgruppe unter Leitung von Dr. Holger Pletsch. Er ist nun ein wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung „Beobachtungsbasierte Relativität und Kosmologie“ von Prof. Bruce Allen am AEI Hannover.
Anerkennung für exzellenten wissenschaftlichen Nachwuchs
Seit 1978 zeichnet die Max-Planck-Gesellschaft jedes Jahr junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler für herausragende wissenschaftliche Leistungen, die sie in der Regel im Zusammenhang mit ihrer Doktorarbeit erbracht haben, mit der Otto-Hahn-Medaille aus. Diese ist mit einem Anerkennungsbetrag von 7500 € verbunden. Dr. Colin Clark erhält diese Auszeichnung für seine Dissertation „A Blind-search Survey for Gamma-ray Pulsars“.
