平民科学家参与寻找脉冲星

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Citizen scientists enlisted to help find pulsars
平民科学家参与寻找脉冲星


原载:Arecibo pulsar survey is using 50,000 PCs worldwide to generate supercomputing power
日期:2009 年 3 月 25 日
作者:Lauren Gold


阿雷西博天文台的脉冲星寻找项目使用了世界上5万台计算机


为了找寻至今还未发现的脉冲星,或者超高速旋转的中子星,在康奈尔大学管理下位于波多黎各的阿雷西波天文台现在进行着一个宏大的项目。这个项目得益于世界范围内大量个人电脑的共同计算。

围绕中子星或者黑洞的脉冲性轨道,通常会由于其伴星的质量产生弧形的时空扭曲。精确的研究脉冲星的轨道,科学家可以验证广义相对论的正确性,并且确定伴星的质量。
图片由 Michael Kramer 和 SuW 提供

脉冲星找寻计划(PALFA Survey)使用的是阿雷西波 L 波段馈电阵列(ALFA),拥有 7 根馈电天线,可以观测一个细长带装的天空。他们也在和来自威斯康星-密尔沃基大学(UWM)的 Einstein@Home 项目合作。世界上超过 20 万人通过Einstein@Home 项目一起为寻找来自脉冲星的引力波寻找证据。

Einstein@Home 项目按照由在德国汉诺威的爱因斯坦研究所(Albert Einstein Institute,简称 AEI)所发明的新方法来寻找作为轨道周期小于 15 分钟的双星系统的一部分的射电脉冲星。传统的射电脉冲星的搜索方法在对于轨道周期小于 1 小时的双星系统通常无效。但是 Einstein@Home 项目中大约5万台计算机所提供的强大计算能力使得对于这种轨道周期特别小的双星系统中的脉冲星也变得可能。

康奈尔大学天文学教授,阿雷西波 PALFA 项目联盟主席 Jim Cordes 说到:“对于轨道周期为亚小时的那些围绕中子星或者黑洞运转的脉冲星的轨道的发现,为广义相对论的检验提供了绝佳的机会。同时也可以预测这样的双星系统多久会发生合并。”

Einstein@Home 项目的参与者会自动同时的收到射电项目和引力波项目。

“我们希望每年至少发现几个新的射电电脉冲星”,爱因斯坦研究所主任 Bruce Allen 说,“我们也希望所有项目参与者对于两种项目同样感兴趣。”

“世界上最大的射电望远镜和 Einstein@Home 项目的分布式计算的联合将为天文发现增添强大动力”,国家科学基金会天文学分部主管,Dana Lehr 这样补充说到。康奈尔大学的国家天文学和电离层中心代表国家科学基金会管理着阿雷西波天文台。

2004 年启动的 PALFA 项目,作为 ALFA 观测器最初的三个太空观测项目,其数据由康奈尔中心进行储存,并为进一步计算进行分发。

“Einstein@Home 项目的计算能力为康奈尔中心和其他 PALFA 研究所的高级计算提供了很好的补充。”Cordes 说到。

引力波最初由爱因斯坦于 1917 年根据其广义相对论理论所预测,但从未被直接观测到。

射电脉冲星是一种快速旋转的中子星,它发出的像灯塔的光束一样的无线电波,以每秒 600 次的速度扫过地球。由于广义相对论的强大影响力,短周期双星系统内的射电脉冲星备受关注。短周期射电脉冲星的发现也会增强我们对银河系内双星系统的形成和消亡预测的准确度。同时,也为引力波的研究提供了目标。

研究中的大型数据集在康奈尔大学和其他 PALFA 研究机构进行储存和初步的处理。关于 Einstein@Home 项目的那一部分数据被使用高速网络传输至爱因斯坦研究所(AEI)进行处理并分发给全世界的志愿者。志愿者的运算结果返回到爱因斯坦研究所(AEI),康奈尔大学和威斯康星-密尔沃基大学进行进一步的研究。

阿雷西波天文台是世界上最大的单面口径射电望远镜,用来进行脉冲星、银河系、太阳系天体和地球大气的研究

国家科学基金会(NSF)对 Einstein@Home 项目、PALFA 项目提供资金支持,并且通过一项合作协定,由康奈尔大学对阿雷西波天文台进行具体运行。