La véritable identité d’une mystérieuse source de rayons gamma révélée – Technoguide

Une équipe de recherche internationale comprenant des membres de l’Université de Manchester a montré qu’une étoile à neutrons à rotation rapide est au cœur d’un objet céleste maintenant connu sous le nom de PSR J2039? 5617

La collaboration internationale a utilisé de nouvelles méthodes d’analyse de données et l’énorme puissance de calcul du projet de science citoyenne Einstein @ Home pour localiser les faibles pulsations gamma de l’étoile à neutrons dans les données du télescope spatial Fermi de la NASA. Leurs résultats montrent que le pulsar est en orbite avec un compagnon stellaire environ un sixième de la masse de notre Soleil. Le pulsar évapore lentement mais sûrement cette étoile. L’équipe a également constaté que l’orbite du compagnon varie légèrement et de manière imprévisible au fil du temps. En utilisant leur méthode de recherche, ils s’attendent à trouver plus de systèmes de ce type avec Einstein @ Home à l’avenir.

La recherche des systèmes pulsars dits «Spider» – des étoiles à neutrons à rotation rapide dont les sorties à haute énergie détruisent leur étoile compagne binaire, a nécessité 10 ans de données précises. Les pulsars ont reçu des noms d’arachnides de “ veuves noires ” ou de “ dos rouges ”, d’après des espèces d’araignées où les femelles ont été vues pour tuer les plus petits mâles après l’accouplement.

Une nouvelle recherche publiée dans, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, détaille comment les chercheurs ont trouvé une étoile à neutrons tournant 377 fois par seconde dans un système binaire exotique en utilisant les données du télescope spatial Fermi de la NASA.

Les découvertes de l’astronome ont été renforcées de manière unique par le projet Einstein @ Home, un réseau de milliers de volontaires civils prêtant leur puissance de calcul domestique aux efforts du télescope de Fermi.

La recherche du groupe a nécessité un peignage très fin des données afin de ne manquer aucun signal éventuel. La puissance de calcul requise est énorme. La recherche aurait pris 500 ans pour terminer sur un seul cœur d’ordinateur. En utilisant une partie des ressources Einstein @ Home, cela a été fait en 2 mois.

Grâce à la puissance de calcul offerte par les volontaires d’Einstein @ Home, l’équipe a découvert les pulsations gamma de l’étoile à neutrons en rotation rapide. Ce pulsar gamma, maintenant connu sous le nom de J2039-5617, tourne environ 377 fois par seconde.

«On soupçonnait depuis des années qu’il y avait un pulsar, une étoile à neutrons à rotation rapide, au cœur de la source que nous connaissons maintenant sous le nom de PSR J2039? 5617», déclare Lars Nieder, doctorant à l’Institut Max Planck de physique gravitationnelle. (Institut Albert Einstein; AEI) à Hanovre. “Mais il n’a été possible de lever le voile et de découvrir les pulsations gamma qu’avec la puissance de calcul donnée par des dizaines de milliers de volontaires à Einstein @ Home”, ajoute-t-il.

L’objet céleste est connu depuis 2014 comme une source de rayons X, de rayons gamma et de lumière. Toutes les preuves obtenues jusqu’à présent pointaient vers une étoile à neutrons à rotation rapide en orbite avec une étoile légère au cœur de la source. Mais il manquait une preuve claire.

La première étape pour résoudre cette énigme a été de nouvelles observations du compagnon stellaire avec des télescopes optiques. Ils ont fourni des connaissances précises sur le système binaire sans lequel une recherche de pulsar gamma (même avec l’énorme puissance de calcul d’Einstein @ Home) serait irréalisable.

La luminosité du système varie pendant une période orbitale selon le côté du compagnon de l’étoile à neutrons qui fait face à la Terre. «Pour J2039-5617, deux processus principaux sont à l’œuvre», explique le Dr Colin Clark du Jodrell Bank Center for Astrophysics, auteur principal de l’étude. “Le pulsar chauffe un côté du compagnon léger, qui semble plus brillant et plus bleuâtre. De plus, le compagnon est déformé par l’attraction gravitationnelle du pulsar, ce qui fait varier la taille apparente de l’étoile sur l’orbite. Ces observations ont permis à l’équipe pour obtenir la mesure la plus précise possible de la période orbitale de 5,5 heures de l’étoile binaire, ainsi que d’autres propriétés du système. “

Avec ces informations et la position précise du ciel à partir des données Gaia, l’équipe a utilisé la puissance de calcul agrégée du projet de calcul bénévole distribué Einstein @ Home pour une nouvelle recherche d’environ 10 ans d’observations d’archives du télescope spatial Fermi Gamma de la NASA. Améliorant les méthodes antérieures qu’ils avaient développées à cet effet, ils ont fait appel à des dizaines de milliers de volontaires pour rechercher dans les données de Fermi des pulsations périodiques dans les photons gamma enregistrés par le télescope à grande surface à bord du télescope spatial. Les volontaires ont fait don de cycles de calcul inactifs sur les processeurs et les GPU de leurs ordinateurs à Einstein @ Home.

La nouvelle connaissance de la fréquence des pulsations gamma a également permis aux collaborateurs de détecter des pulsations radio dans les données d’archives du radiotélescope Parkes. Leurs résultats, également publiés dans les Avis mensuels de la Royal Astronomical Society, montrent que l’émission radio du pulsar est souvent éclipsée par du matériel qui a été soufflé sur l’étoile compagnon par son pulsar Redback à proximité.

Source de l’histoire:

Matériel fourni par l’Université de Manchester. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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