Международная исследовательская группа, в которую вошли сотрудники из Манчестерского университета, показала, что быстро вращающаяся нейтронная звезда находится в центре небесного объекта, известного теперь как PSR J2039-5617.
Международное сотрудничество использовало новые методы анализа данных и огромные вычислительные мощности гражданского научного проекта Einstein @ Home для отслеживания слабых пульсаций гамма-излучения нейтронной звезды по данным космического телескопа Ферми НАСА. Их результаты показывают, что пульсар находится на орбите со звездным спутником примерно в шестую часть массы нашего Солнца. Пульсар медленно, но верно испаряет эту звезду. Команда также обнаружила, что орбита спутника немного и непредсказуемо меняется со временем. Используя свой метод поиска, они рассчитывают найти больше таких систем в Einstein @ Home в будущем.
Для поиска так называемых пульсарных систем «Паук» - быстро вращающихся нейтронных звезд, потоки высоких энергий которые разрушают их двойную звезду-компаньон, потребовалось 10 лет точных данных. Пульсарам дали паукообразные имена «черные вдовы» или «красные спины», в честь вида пауков, у которых было замечено, что самки убивают более мелких самцов после спаривания.
Новое исследование, опубликованное в ежемесячных Заметках Королевского астрономического общества, подробно описывает, как исследователи обнаружили нейтронную звезду, вращающуюся 377 раз в секунду в экзотической двойной системе, используя данные космического телескопа Ферми НАСА
Открытия астронома были однозначно поддержаны проектом Einstein @ Home, сетью тысяч гражданских добровольцев, предоставляющих свои домашние вычислительные мощности усилиям телескопа Ферми.
Групповой поиск требовал очень тонкого прочесывания данных, чтобы не пропустить никаких возможных сигналов. Требуемая вычислительная мощность огромна. На поиск одного ядра компьютера потребовалось бы 500 лет. С использованием части ресурсов Einstein @ Home это было сделано за 2 месяца.
С помощью вычислительной мощности, предоставленной добровольцами Einstein @ Home, команда обнаружила пульсации гамма-излучения от быстро вращающейся нейтронной звезды. Этот гамма-пульсар, ныне известный как J2039-5617, вращается примерно 377 раз в секунду.
«В течение многих лет предполагалось, что в основе источника, который мы теперь знаем как PSR J2039-5617, находится пульсар, быстро вращающаяся нейтронная звезда», - говорит Ларс Нидер, аспирант Института гравитационной физики им. Макса Планка. (Институт Альберта Эйнштейна; AEI) в Ганновере. «Но приоткрыть завесу и обнаружить пульсации гамма-излучения можно было только с помощью вычислительной мощности, предоставленной десятками тысяч добровольцев Einstein @ Home», - добавляет он.
Небесный объект известен с 2014 года как источник рентгеновских, гамма-лучей и света. Все доказательства, полученные до сих пор, указывают на быстро вращающуюся нейтронную звезду на орбите с легкой звездой, находящейся в центре источника. Но четких доказательств не было.
Первым шагом к разгадке этой загадки стали новые наблюдения звездного компаньона с помощью оптических телескопов. Они предоставили точные знания о двойной системе, без которых поиск гамма-пульсаров (даже с огромной вычислительной мощностью Einstein @ Home) был бы невозможен.
Яркость системы меняется в течение орбитального периода в зависимости от того, с какой стороны спутник нейтронной звезды обращен к Земле.
«Для J2039-5617 действуют два основных процесса, - поясняет доктор Колин Кларк из Центра астрофизики Джодрелл Бэнк, ведущий автор исследования. «Пульсар нагревает одну сторону легкого спутника, который кажется более ярким и голубоватым. Кроме того, спутник искажается гравитационным притяжением пульсара, в результате чего видимый размер звезды меняется по орбите. Эти наблюдения позволили команде чтобы получить наиболее точное измерение 5,5-часового орбитального периода двойной звезды, а также других свойств системы ».
Обладая этой информацией и точным положением неба по данным Gaia, команда использовала совокупную вычислительную мощность проекта распределенных добровольных вычислений Einstein @ Home для нового поиска около 10 лет архивных наблюдений космического гамма-телескопа Ферми НАСА. Усовершенствовав более ранние методы, которые они разработали для этой цели, они заручились помощью десятков тысяч добровольцев для поиска в данных Ферми периодических пульсаций гамма-квантов, зарегистрированных телескопом большой площади на борту космического телескопа. Добровольцы пожертвовали Einstein @ Home неиспользуемые вычислительные циклы на CPU и GPU своих компьютеров.
Новое знание частоты пульсаций гамма-излучения также позволило сотрудникам обнаруживать радиопульсации в архивных данных радиотелескопа Паркса. Их результаты, также опубликованные в ежемесячных Заметках Королевского астрономического общества, показывают, что радиоизлучение пульсара часто затмевается веществом, которое было сдуто со звезды-компаньона соседним красным пульсаром.
Источник Истории: Материалы предоставлены Манчестерским университетом.