Pulsar Jackpot durchsucht alte Daten nach neuen Entdeckungen

Kreide noch einen für Citizen Science. Anfang dieses Monats kündigten Forscher die Entdeckung von 24 neuen Pulsaren an. Bis heute wurden Tausende von Pulsaren entdeckt. Was jedoch wirklich faszinierend an der Entdeckung dieses Monats ist, ist das Durchsuchen alter Daten mit einer neuen Methode.

Ein Pulsar ist ein dichter, stark magnetisierter, schnell rotierender Rest einer Supernova-Explosion. Pulsare wurden erstmals 1967 von Jocelyn Bell Burnell und Antony Hewish entdeckt. Die Entdeckung eines zeitlich genau abgestimmten Funkfeuers deutete zunächst darauf hin, dass sie das Produkt einer künstlichen Intelligenz waren. Tatsächlich waren Pulsare für eine sehr kurze Zeit als LGMs für "Little Green Men" bekannt. Heute wissen wir, dass Pulsare das Produkt des natürlichen Todes massereicher Sterne sind.

Der für die Entdeckung verwendete Datensatz stammt vom 64-Meter-Funkobservatorium Parkes in New South Wales, Australien. Die Installation war die erste, die Telemetrie von den Apollo 11-Astronauten auf dem Mond erhielt, und wurde im Film berühmt Das Gericht. Die Parkes Multi-Beam Pulsar Survey (PMPS) wurde Ende der 90er Jahre durchgeführt und machte Tausende von 35-minütigen Aufzeichnungen über die Ebene der Milchstraße. Diese Umfrage ergab über 800 Pulsare und erzeugte 4 Terabyte Daten. (Denken Sie nur daran, wie groß 4 Terabyte waren in den 90ern!)

Die Art dieser Entdeckungen stellte theoretische Astrophysiker vor ein Dilemma. Die Anzahl der Kurzperioden- und Binärpulsare war nämlich geringer als erwartet. Es war klar, dass mehr Pulsare in den Daten darauf warteten, gefunden zu werden.

Geben Sie Citizen Science ein. Mithilfe eines als [E-Mail-geschützt] bekannten Programms konnten die Forscher die Aufzeichnungen mithilfe innovativer Modellierungstechniken sichten, um 24 neue Pulsare aus den Daten herauszuarbeiten.

"Die Methode … ist nur mit den von [email protected] bereitgestellten Rechenressourcen möglich", sagte Benjamin Knispel vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik kürzlich in einem Interview mit dem MIT Technology Review. Die Studie umfasste über 17.000 CPU-Kernjahre.

[email protected] ist ein Programm, das speziell dafür angepasst wurde. [E-Mail geschützt] wurde 2005 gestartet und ist ein verteiltes Computerprojekt, das Rechenleistung nutzt, während Maschinen im Leerlauf sind, um heruntergeladene Datenpakete zu durchsuchen. Ähnlich wie beim ursprünglichen verteilten Computerprogramm [E-Mail-geschützt], das nach außerirdischen Signalen sucht, durchsucht [E-Mail-geschützt] Daten vom LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) nach Gravitationswellen. Im Jahr 2009 wurde die [E-Mail-geschützte] Umfrage um Radioastronomiedaten des Arecibo-Radioteleskops und später des Parkes-Observatoriums erweitert.

Unter den Entdeckungen waren einige seltene Funde. Zum Beispiel hat PSR J1748-3009 das höchste bekannte Dispersionsmaß aller Millisekundenpulsare (Das Dispersionsmaß ist die Dichte der beobachteten freien Elektronen, die sich in Richtung des Betrachters bewegen). Ein anderer Fund, J1750-2531, gehört vermutlich zu einer Klasse von binären Pulsaren mittlerer Masse. 6 der 24 entdeckten Pulsare waren Teil binärer Systeme.

Diese Entdeckungen haben auch Auswirkungen auf die anhaltende Jagd nach Gravitationswellen durch Projekte wie LIGO. Insbesondere wird eine Durchzählung von binären Pulsaren in der Galaxie den Wissenschaftlern ein Modell für die vorhergesagte Rate von binären Pulsarfusionen liefern. Im Gegensatz zu Funkuntersuchungen versucht LIGO, diese Ereignisse über die große Menge an Gravitationswellen zu erfassen, die solche Fusionen erzeugen sollten. LIGO wurde 2002 gegründet und besteht aus zwei Gravitationswellenobservatorien, eines in Hanford Washington und eines in Livingston Louisiana, etwas außerhalb von Baton Rouge. Jeder LIGO-Detektor besteht aus zwei 2 Kilometer langen Fabry-Pérot-Armen in einer „L“ -Konfiguration, die ultrapräzise Messungen eines durch sie geschossenen 200-Watt-Laserstrahls ermöglichen. Zwei Detektoren sind erforderlich, um die Richtung einer ankommenden Gravitationswelle auf der Himmelskugel zu bestimmen. Sie können die Ausrichtung der "L" auf dem Display des Bildschirmschoners [E-Mail geschützt] sehen. Zwei geografisch getrennte Detektoren sind ebenfalls erforderlich, um lokale Störungen auszuschließen. Eine Gravitationswelle von einer galaktischen Quelle würde sich direkt durch die Erde kräuseln.

Eine solche Bewegung wäre winzig, in der Größenordnung von 1/1000th der Durchmesser eines Protons, der von allen außer den LIGO-Detektoren unbemerkt bleibt. Bisher hat LIGO noch keine Gravitationswellen erkannt, obwohl es einige Fehlalarme gegeben hat. Wissenschaftler werfen regelmäßig Testsignale in die Daten ein, um festzustellen, ob das System sie abfängt. Das Fehlen der Erfassung von Gravitationswellen durch LIGO hat bestimmte Ereignisse eingeschränkt. Zum Beispiel berichtete LIGO, dass Gravitationswellen während des kurzen Gammastrahlen-Burst-Ereignisses GRB 070201 im Februar 2007 nicht erfasst wurden. Das Ereignis kam aus der Richtung der Andromeda-Galaxie und wurde daher als relativ nahe im Universum angesehen. Es wird angenommen, dass solche Ausbrüche durch Fusionen von Neutronensternen und / oder Schwarzen Löchern verursacht werden. Die mangelnde Erkennung durch LIGO deutet auf ein weiter entferntes Ereignis hin. LIGO sollte in der Lage sein, ein Gravitationswellenereignis bis zu 70 Millionen Lichtjahren zu erfassen, und Advanced LIGO (AdLIGO) soll 2014 online gehen und seine Empfindlichkeit verzehnfachen.

Das Wissen darüber, wo sich diese potenziellen Pulsar-Fusionen befinden, durch Entdeckungen wie die Parkes-Radioumfrage wird LIGO-Forschern auch Hinweise auf Ziele geben, auf die sie sich konzentrieren sollten. "Die Suche nach Pulsaren ist nicht einfach, insbesondere für diese" leisen ", die nicht das Äquivalent von" Schreien "für unsere Aufmerksamkeit tun", sagt LIGO Livingston Data Analysis und EPA-Wissenschaftlerin Amber Stuver. Das LIGO-Konsortium entwickelte die Datenanalysetechnik von [email protected]. Die direkte Erfassung von Gravitationswellen durch LIGO oder AdLIGO wäre eine Ankündigung, die möglicherweise der Entdeckung des Higgs-Bosons durch CERN im letzten Jahr entspricht. Dies würde auch ein völlig neues Feld der Gravitationswellenastronomie eröffnen und möglicherweise den von den Europäischen Weltraumagenturen vorgeschlagenen weltraumgestützten Gravitationswellendetektor für Laserinterferometer-Weltraumantennen (LISA) neu beleben. Herzlichen Glückwunsch an das Team von Parkes zu ihrer Entdeckung. Vielleicht haben wir in den kommenden Jahren auch die erste Ankündigung zur Erkennung von Gravitationswellen von LIGO!

-Lesen Sie hier das Originalpapier über die Entdeckung von 24 neuen Pulsaren.

– Amber Stuver bloggt über [E-Mail-geschützt] und die Spin-off-Anwendungen der Gravitationswellentechnologie bei Living LIGO.

-Parkes Radioteleskopbild ist urheberrechtlich geschützt und wird mit Genehmigung des CSIRO Operations Scientist John Sarkissian verwendet.

– Für eine faszinierende Lektüre über die Jagd nach Gravitationswellen lesen Sie Gravity's Ghost.

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