二十多年后,一個(gè)國(guó)際研究小組發(fā)現(xiàn)了伽馬射線的銀河神秘源:一顆重中子星,其質(zhì)量很低的伴星繞其旋轉(zhuǎn)。通過(guò)在分布式公民科學(xué)項(xiàng)目Einstein @ Home的大約10,000個(gè)圖形卡上運(yùn)行的新穎數(shù)據(jù)分析方法,該小組通過(guò)對(duì)來(lái)自NASA費(fèi)米衛(wèi)星的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度搜索,通過(guò)定期產(chǎn)生脈沖的伽馬射線識(shí)別了中子星。令人驚訝的是,中子星在無(wú)線電波中是完全不可見(jiàn)的。該二進(jìn)制系統(tǒng)的特征是在整個(gè)電磁頻譜上進(jìn)行了觀測(cè)活動(dòng),并打破了幾條記錄。
中子星也以超過(guò)30,000 rpm的速度繞其自身軸旋轉(zhuǎn),使其成為最快旋轉(zhuǎn)的恒星之一。同時(shí),它的磁場(chǎng)(通常在中子星中非常強(qiáng))非常弱。
2014年的天文觀測(cè)使確定雙星恒星軌道的特性成為可能。“自1999年以來(lái)已知的中子星位于自1999年以來(lái)已知的伽馬射線源之后,自2009年以來(lái)就被認(rèn)為很可能。2014年,在用光學(xué)和X射線望遠(yuǎn)鏡觀察到該系統(tǒng)后,很明顯這是一個(gè)非常緊密的雙星系統(tǒng)。但是所有搜索該研究的合著者,曼徹斯特大學(xué)喬德雷爾銀行天體物理學(xué)中心的科林·克拉克博士說(shuō)。
為了明確證明中子星的存在,不僅必須檢測(cè)其無(wú)線電波或伽馬射線,還必須檢測(cè)其特征脈動(dòng)。中子星的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致這種規(guī)則的閃爍,類似于遠(yuǎn)處燈塔的周期性閃爍。然后將中子星分別稱為射電或伽馬射線脈沖星。
“在像我們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的二進(jìn)制系統(tǒng)中,脈沖星被稱為'黑寡婦',因?yàn)榫拖裢┲胍粯?,它們?huì)吞噬伴侶,可以這么說(shuō)。”克拉克解釋說(shuō)。“脈沖星利用其輻射和粒子風(fēng)將其伴星蒸發(fā),使恒星系統(tǒng)充滿了無(wú)法透過(guò)無(wú)線電波的等離子體。
“這是通過(guò)Jodrell Bank和Albert Einstein Institute之間的合作制造的第一個(gè)Spider pulsar,但是像這樣的還有更多的Spider Spider候選二進(jìn)制文件。我們?cè)贘odrell Bank內(nèi)的小組正在用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡密切監(jiān)視這些望遠(yuǎn)鏡,以查明它們的軌道周期具有伽馬射線脈動(dòng)搜索所需的精確度,可以最終確定它們。我們希望這是許多此類發(fā)現(xiàn)中的第一個(gè)。”
得益于10,000名志愿者的計(jì)算能力,今天發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》上的這項(xiàng)新研究成為可能。這項(xiàng)國(guó)際合作將公民科學(xué)項(xiàng)目Einstein @ Home的巨大計(jì)算能力作為一種新穎的數(shù)據(jù)分析方法,用于追蹤NASA費(fèi)米太空望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)中中子星微弱的伽馬射線脈動(dòng)。
志愿者將計(jì)算機(jī)的圖形卡(GPU)上的空閑計(jì)算周期捐贈(zèng)給Einstein @ Home。在不到兩周的時(shí)間里,該團(tuán)隊(duì)做出了一項(xiàng)發(fā)現(xiàn),在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)上要花費(fèi)幾個(gè)世紀(jì)的計(jì)算時(shí)間。
“雙星系統(tǒng)和位于其中心的中子星,現(xiàn)在稱為PSR J1653-0158,創(chuàng)造了新記錄,” Lars Nieder博士解釋說(shuō)。漢諾威阿爾伯特·愛(ài)因斯坦研究所(AEI)的學(xué)生,該研究的第一作者。“我們發(fā)現(xiàn)了超重重量和飛重量的銀河舞蹈。中子星的質(zhì)量比我們太陽(yáng)的質(zhì)量稍大兩倍,它的重量非常重。它的伴星的鉛密度約為鉛的六倍,但只有鉛密度的1%。這顆“奇數(shù)對(duì)”每75分鐘繞軌道運(yùn)行一次,比所有已知的類似雙星都要快。”
在確定了伽馬射線脈沖星后,研究小組搜索了它的無(wú)線電波。盡管他們使用了世界上最大,最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡,包括喬德雷·班克(Jodrell Bank)的洛弗爾望遠(yuǎn)鏡,但他們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何蹤跡。因此,PSR J1653-0158成為第二個(gè)快速旋轉(zhuǎn)的脈沖星,從中看不到無(wú)線電波。有兩種可能的解釋:脈沖星沒(méi)有向地球發(fā)送任何無(wú)線電波,或者更可能的是,等離子云完全包裹了雙星系統(tǒng),以致沒(méi)有無(wú)線電波到達(dá)地球。
在進(jìn)一步的步驟中,他們從Advanced LIGO探測(cè)器的第一次和第二次觀測(cè)運(yùn)行中搜索數(shù)據(jù),以尋找中子星輕微變形后可能發(fā)出的重力波。再次,搜索失敗。