银河系伽玛射线的“神秘来源”被确认:创纪录的“黑寡妇”脉冲星

脉冲星艺术家的概念

超级重量级和蝇量级的宇宙之舞

志愿分布式计算项目(电子邮件保护)发现中子星在不寻常的双星系统中。

经过二十多年的研究,由马克斯·普朗克引力物理研究所(阿尔伯特·爱因斯坦研究所;位于汉诺威的美国航空工业公司(AEI)发现了一个伽马射线的银河“神秘来源”:一颗质量极低的伴星围绕着它运行。在分布式计算项目中,使用在大约10,000个显卡上运行的新颖数据分析方法(电子邮件保护)该研究小组通过对该恒星有规律的脉冲伽马射线进行深度搜索,确定了这颗中子星美国国家航空航天局费米的卫星。令人惊讶的是,中子星在无线电波中是完全看不见的。双星系统的特点是观测运动的电磁光谱,并打破了几个记录。

一对奇怪的夫妇创造了新的记录

“双星系统和位于其中心的中子星,现在被称为PSR J1653-0158,创造了新的记录,”拉尔斯·尼德解释说,他是AEI汉诺威大学的博士生,也是今天发表在《科学》杂志上的这项研究的第一作者天体物理学杂志通讯》上。“我们已经发现了超级重量级恒星与蝇量级恒星之间的星系舞蹈:中子星的质量是我们太阳的两倍多一点,它非常重。它的伴星密度是铅的6倍,但质量只有太阳的1%左右。这对‘奇怪的双星’每75分钟绕轨道运行一次,比所有已知的可比双星都要快。”

脉冲星j1653 - 0158插图

双星系统与脉冲星J1653-0158(下)与地球-月球系统(上)的对比图。除了被放大了450倍的脉冲星外,所有的物体和轨道都按比例显示。这个双星系统的轨道周期只有75分钟,只比地球-月球系统稍大一点。资料来源:Knispel/Clark/Max Planck引力物理研究所/NASA

这颗中子星还以每分钟30000转的速度绕着自己的轴旋转,这使它成为最快的旋转之一。与此同时,它的磁场——在中子星中通常非常强——非常弱。这个记录发现是通过两个重要步骤实现的。

第一步:多波长观测

2014年的天文观测使确定这颗双星轨道的性质成为可能。

自1999年以来已知的伽玛射线源后面有一颗中子星,自2009年以来就被认为是可能的。2014年,光学望远镜和x射线望远镜对该系统的观测表明,这是一个非常紧密的双星系统。但迄今为止,所有对其中的中子星的搜索都是徒劳的,”Jodrell Bank天体物理中心的科林·克拉克博士说,他是这项研究的合著者,也是AEI汉诺威大学的前博士生。

步骤2:利用捐赠的计算能力(电子邮件保护)

要毫不含糊地证明中子星的存在,不仅要探测到它的无线电波或伽马射线,还要探测到它们特有的脉动。中子星的自转导致了这种有规律的闪烁,类似于远处灯塔的周期性闪烁。中子星因此被称为射电或伽马射线脉冲星,分别。

克拉克解释说:“在我们现在发现的这类双星系统中,脉冲星被称为‘黑寡妇’,因为就像同名的蜘蛛一样,可以说,它们会吃掉自己的伴侣。”他补充说:“脉冲星用它的辐射和粒子风使它的伴星汽化,充满了恒星系统等离子体那是无线电波无法穿透的。”

另一方面,伽马射线并没有被这些等离子云阻挡。美国宇航局费米伽玛射线太空望远镜上的大面积望远镜(LAT)探测到了这种辐射。

该团队利用2014年的数据、拉帕尔马的威廉·赫歇尔望远镜的进一步观测,以及盖亚卫星确定的精确天空位置,来瞄准和聚焦志愿分布式计算项目的计算能力(电子邮件保护)这也提供了一个更完整的伴星草图。

通过改进的分析发现一个非常接近的二元系统

他们改进了早期为这一目的而开发的方法,招募了成千上万的志愿者,从费米纬度的存档数据中寻找周期脉动。志愿者们将他们计算机图形卡(gpu)上的空闲计算周期捐献给(电子邮件保护)在不到两周的时间里,这个团队就有了一个发现,这个发现在传统的计算机上需要花费几个世纪的计算时间。

新的脉冲星费米伽玛射线太空望远镜

费米伽玛射线太空望远镜和新发现的脉冲星所看到的整个天空(电子邮件保护)放大的插图下面的磁场显示了脉冲星的名字和它的一些测量特征,以及它的伽马射线脉冲。旗帜上显示了计算机发现脉冲星的志愿者的国籍。图片来源:Knispel/Max Planck引力物理研究所/NASA/DOE/Fermi LAT合作

“我们发现了一个非常紧密的双星系统。它的中心是脉冲星,直径约20公里,质量是太阳的两倍。一颗矮星的残骸以每秒700多公里的速度在75分钟内绕脉冲星运行,距离是地月距离的1.3倍。”“这种不寻常的双星组合可能起源于一个极其接近的双星系统,在这个系统中,物质最初从伴星流向中子星,增加了它的质量,导致它旋转得越来越快,同时削弱了它的磁场。”

寻找无线电波和引力波

在确认了伽玛射线脉冲星之后,研究小组利用他们新获得的知识再次搜索它的无线电波。尽管他们使用了世界上最大、最灵敏的射电望远镜,但没有发现任何痕迹。PSR J1653-0158因此成为第二颗快速旋转的脉冲星,看不到无线电波。有两种可能的解释:要么是脉冲星没有向地球发送无线电波,要么更有可能的是,双星系统被等离子体云完全包裹,因此没有无线电波到达地球。

进一步,他们从先进号的第一次和第二次观测运行中搜索数据LIGO探测器可能引力波如果中子星稍微变形,就会释放出这种物质。搜寻工作再次失败。

激动人心的未来

位于汉诺威的马克斯·普朗克引力物理研究所主任布鲁斯·艾伦教授说:“在费米卫星发现的伽玛射线源目录中,我敢打赌还有几十个伽玛射线源中含有双星脉冲星。(电子邮件保护)但到目前为止,还没有人能够探测到它们的伽马射线特有的脉动。与(电子邮件保护)我们希望这样做,谁知道还有什么惊喜等着我们呢。”

参考:“gpu加速发现了一个伽玛射线黑寡妇脉冲星(电子邮件保护)”l . nied c·j·克拉克·d·坎德尔,r·w·罗姆人,c . g . - b·艾伦,a . Ashok Cognard, h . Fehrmann p . Freire, r . Karuppusamy m·克莱默·d·李,b . Machenschalk z, m . a .爸爸,s m .赎金,p . s . Ray j·罗伊,p . Wang j .吴c . Aulbert e·d·巴尔b . Beheshtipour o .本克先生,b . Bhattacharyya, r·p·布列塔尼的f .卡米洛·c·曲克,v . s . Dhillon, e·c·费拉拉l .海鸠j·w·t .未理会,m·克尔s . a . Kwang t·r·马什·m·b·Mickaliger z Pleunis, h . j . PletschM. S. S. E. Roberts, S. Sanpa-arsa和B. Steltner, 2020年10月22日,天体物理学杂志通讯》上
2041 - 8213 . DOI: 10.3847 / / abbc02

背景信息

是谁发现的?这一发现是由成千上万的人促成的(电子邮件保护)志愿者们为这个项目贡献了他们的CPU和GPU时间。没有他们,这项研究就无法进行,这项发现也就无法实现。这个团队特别感谢那些用电脑发现脉冲星的志愿者:台湾桃园的吴怡生和美国爱荷华州安科尼的Daniel Scott。

中子星是超新星爆炸的致密残留物,由奇异的、密度极高的物质组成。它们直径约20公里,比太阳还重。由于它们强大的磁场和快速的旋转,它们发射出无线电波和高能伽马射线,类似于宇宙灯塔。如果这些光束在中子星旋转时指向地球,它就会成为一个脉冲射电源或伽玛射线源——即所谓的脉冲星。

3评论银河系伽玛射线的神秘来源:创纪录的“黑寡妇”脉冲星

  1. Yerushalayim酒吧Kodush|2020年10月22日晚上9:59|回复

    我现在正在读书。
    磁~是正确的方向集中注意力。磁力是一种能量。从无限的潜能中沉淀出无限的能量;情绪是所有潜在行动的源泉。一个名副其实的智慧的、有情感的、有生命的意识~媒介,在体积上无限,在维度上无限,在潜力上无限。
    你需要新的思维方式。我们现在从帝国造物之外看~在永恒无限的潜能中~回顾低维度造物{用心灵透视意识到i~无限√-1=√0-1的上维度潜能,就像在-√2i=√020-1中一样
    E我(电子邮件保护)也许我们可以互相加速。

  2. Yerushalayim酒吧Kodush|2020年10月22日晚上10:25|回复

    把数字弦想象成介质-时间中的通道,并以无限的性质向外展开,通过更广阔的介质- i =∞-1。
    一个人必须将自己定位在这些通道中的一个,特别是在i~pPotential的空间中——因此ط=0~of the potential of i。
    我们√0{= i~pPotential}{通道在i~pPotential的通道门处有2个值}{在0= i~pPotential的通道门处}{通道在i~pPotential的门处}。
    就像我说的,一个全新的思维方式!
    Yershua K
    E。

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