一个国际研究小组发现了伽马射线的星系神秘源

二十年多年后，一个国际研究小组发现了伽马射线的星系神秘源：一颗重中子星，其质量很低的伴星绕其旋转。

Einstein@Home 研究小组利用在分布式公民科学项目中的大约10，000张显卡上运行的新颖数据分析方法，通过定期脉动的伽马射线来识别中子星，以深入搜索来自NASA的费米（Fermi）卫星的数据。令人惊讶的是，中子星在无线电波中是完全不可见的。

中子星也以超过30,000 rpm的速度绕其自身轴旋转，使其成为最快旋转的恒星之一。同时，它的磁场（通常在中子星中非常强）非常弱。

2014年的天文观测使得确定双星轨道的特性成为可能。"自1999年以来已知的伽马射线源背后有一颗中子星，自2009年以来被认为是可能的。2014年，在用光学和X射线望远镜对系统进行观测后，人们发现这是一个非常紧密的双星系统。但迄今为止，所有对中子星的搜寻都徒劳无功，"这项研究的合著者、曼彻斯特大学乔德雷·班克天体物理学中心的科林·克拉克博士说。

为了明确证明中子星的存在，不仅必须检测其无线电波或伽马射线，还必须检测其特征脉动。中子星的旋转导致这种规则的闪烁，类似于远处灯塔的周期性闪烁。然后将中子星分别称为射电或伽马射线脉冲星。

“在像我们现在发现的双星系统中，脉冲星被称为'黑寡妇'，因为就像同名蜘蛛一样，它们会吞噬伴侣，可以这么说。”克拉克解释说，“脉冲星利用其辐射和粒子风将其伴星蒸发，使恒星系统充满了无法透过无线电波的等离子体。”

“这是通过曼彻斯特大学乔德雷尔银行天体物理学中心和阿尔伯特·爱因斯坦研究所之间的合作制造的第一个蜘蛛脉冲星，但是像这样的还有更多的蜘蛛脉冲星候选双星形系统。我们在曼彻斯特大学乔德雷·班克天体物理学中心内的小组正在使用光学望远镜密切监视这些双星系统，以查明它们的轨道周期具有伽马射线脉动搜索所需的精确度，可以最终确定它们。我们希望这是许多此类发现中的第一个。”

得益于10,000名志愿者的计算能力，今天发表在《天体物理学杂志快报》上的这项新研究成为可能。这项国际合作将公民科学项目Einstein @ Home的巨大计算能力作为一种新颖的数据分析方法来追踪来自NASA费米太空望远镜的数据中的中子星微弱的伽马射线脉动。

志愿者将计算机的图形卡（GPU）上的空闲计算周期捐赠给Einstein @ Home。在不到两周的时间里，该团队做出了一项发现，这将花费传统计算机上几个世纪的计算时间。

“双星系统和位于其中心的中子星，现在称为PSR J1653-0158，创造了新的记录，”拉尔斯·尼德（Lars Nieder）博士解释说（汉诺威阿尔伯特·爱因斯坦研究所（AEI）的学生，该研究的第一作者。），“我们发现了超重量和享元模式的银河舞蹈。中子星的质量比我们太阳的质量稍大两倍，它的重量非常重。它的伴星的铅密度约为铅的六倍，但只有铅密度的1％。这颗‘奇数对’每75分钟绕轨道运行一次，比所有已知的类似双星都要快。”

在确定了伽马射线脉冲星后，研究小组搜索了它的无线电波。尽管他们使用了世界上最大、最灵敏的射电望远镜，包括乔德雷·班克（Jodrell Bank）的洛弗尔望远镜，但他们没有找到踪迹。因此，PSR J1653-0158成为第二个快速旋转的脉冲星，从中看不到无线电波。有两种可能的解释：脉冲星没有向地球发送任何无线电波，或者更可能的是，等离子云完全包裹了双星系统，以致没有无线电波到达地球。

在进一步的步骤中，他们从Advanced LIGO探测器的第一次和第二次观测运行中搜索数据，以寻找中子星轻微变形后可能发出的引力波。再次，搜索失败。