Hamburger Sternwarte schließt Digitalisierungsprojekt APPLAUSE ab

Internationaler Forschungsverbund digitalisiert und kategorisiert historische Astronomie-Aufnahmen mithilfe von KI – Uni Hamburg beteiligt
14. Oktober 2022
Starry night

Forschende der Universität Hamburg und ein Forschungsverbund, bestehend aus dem Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg und der Universität Tartu (Estland), machten es zusammen möglich: Mit dem 2012 initiierten Projekt APPLAUSE (Archives of Photographic Plates for Astronomical Use), gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft, wurden astronomische Aufnahmen aus den Archiven verschiedener Partnerinstitute hochauflösend digitalisiert und mit Details wie Aufnahmedatum, Himmelsabschnitt und Aufnahmeort katalogisiert. Weitere Sternwarten stellten ihre digitalisierten Archive für die Datenbank zur Verfügung, sodass Forschende nun weltweit auf die Daten eines internationalen virtuellen Observatoriums zugreifen können: mit 121.860 Scans und über 94.000 digitalisierten Fotoplatten aus Observatorien in Deutschland, Estland und dem Vatikan ein enormer Fundus für die Astronomie. 

Aus fast 4,5 Milliarden Lichtquellen Phänomene am Himmel erschließen

Zehn Jahre lang generierte, kalibrierte und veröffentlichte der internationale Forschungsverbund im Projekt APPLAUSE nahezu 4,5 Milliarden Lichtquellen aus den digitalisierten Fotoplatten. Phänomene am Himmel, etwa wie sich die Helligkeit und Bewegung von Sternen über einen längeren Zeitraum hinweg entwickelt haben, können jetzt untersucht werden. „Natürlich ist die Präzision der Aufnahmen nicht vergleichbar mit heutigen, modernen Messmethoden, aber die Genauigkeit der digitalisierten Fotoplatten wäre zu den Zeiten, als sie gemacht wurden, absolut unvorstellbar gewesen“, sagt Dr. Detlef Groote, der das Projekt an der Hamburger Sternwarte der Universität Hamburg leitete.

Einsatz künstlicher Intelligenz für bessere Datenqualität

Möglich machte dies unter anderem eine Zukunftstechnologie. Die Forschenden entwickelten eine eigene Software mit künstlicher Intelligenz, etwa das Open-Source-Programm Ply Plate. So konnten anhand von Machine-Learning-Methoden Fehler auf den Platten, wie Staub und Kratzer, erkannt und entfernt werden. Zudem ermöglichte KI eine genaue Kalibrierung der digitalisierten Daten sowie die Zuordnung zu Himmelskoordinaten. Diese technologische Aufbereitung verbesserte laut Universität Hamburg nicht nur erheblich die Qualität der Daten, sondern macht die Messdaten wissenschaftlich vergleichbar und für wissenschaftliche Studien verwendbar.

Hamburger Sternwarte digitalisierte aufwendig riesige Datenmengen

Bereits seit 2010 wurden an der Hamburger Sternwarte historische Fotoplatten aufwendig eingescannt, mit wichtigen Metadaten verknüpft und in einer Datenbank gespeichert. Doch die Scanzeiten waren aufwendig und die Datenmengen riesig. „Ich hatte abgeschätzt, dass ich allein bei circa 35.000 Fotoplatten in verschiedensten Größen nur für das Scannen 20 bis 30 Jahre benötigen würde“, erklärt Groote. Durch APPLAUSE seien wichtige Informationen über die Geheimnisse der Sterne, die sich lange nicht wissenschaftlich erschließen ließen, nun deutlich früher und besser zugänglich gemacht worden.
mm/sb

APPLAUSE

Ziel des APPLAUSE-Projekts ist die Digitalisierung von Fotoplatten. Die Platten werden mit hochauflösenden Flachbettscannern digitalisiert. Darüber hinaus werden die zugehörigen Plattenumschläge und Beobachtungslogbücher digitalisiert und weitere Metadaten in die Datenbank eingegeben