Распределённые вычисления помогли найти редкий пульсар
В первый раз распределённой сети персональных компьютеров, подключающихся к ответу сторонней задачи на протяжении простоя, удалось открыть ранее не узнаваемый космический объект. Предстоящим изучением находки занялись астрологи. Так стало известно, что пользователям-энтузиастам повезло вдвойне: найденный пульсар был редчайшего типа.
Необычным первопроходцем в собственной области стал проект Einstein@Home, собравший под собственные флаги 262 тысячи добровольцев из 192 государств. Всем им было предложено во благо науки установить на собственных компьютерах ПО, которое на протяжении простоя компьютера (работы заставки) занималось обработкой научных данных.
Примером самой известной аналогичной сети распределённых вычислений есть, пожалуй, SETI@Home (мы об этом проекте говорили). Он занимается поиском свидетельств внеземной судьбе с 1999 года.
Поток информации, приобретаемый некоторыми телескопами, вправду огромный, а потому подобная помощь учёным со стороны не вовлечённых в науку пользователей Интернета – хорошее подспорье в работе. На снимке обсерватория Аресибо (Arecibo Observatory) в Пуэрто-Рико, откуда пришли информацию о новом пульсаре (фото Cornell University).
Проект Einstein@Home был создан в 2005 году. Его целью было обнаружение гравитационных волн в данных обсерватории лазерного интерферометра гравитационных волн (LIGO).
Но за четыре года существования Einstein@Home ничего найти так и не удалось. И потому управление проекта решило перенаправить 35% ресурсов на поиск пульсаров в данных, приобретаемых обсерваторией Аресибо, – она продемонстрирована на снимке выше. Дескать, нужно порадовать участников хоть каким-то настоящим открытием: поиск гравитационных волн – долговременный проект, шанс же отыскать пульсар значительно выше.
ПО SETI@home и Einstein@Home трудятся по схожему принципу: в массиве данных выискиваются некие образцы, говорящие о наличии на фоне шума некоего объекта. На фото счастливчики из Айовы (фото Chris Colvin).
Как видим, учёные не совершили ошибку. В марте 2009-го новая информация поступила в обработку Einstein@Home, и уже в июне того же года Хелены и персональный компьютер Криса Колвин (Chris, Helen Colvin), супружеской пары из Айовы, сигнализировал о «захвате цели».
Через три дня к похожему выводу пришли автомобили системного администратора Дэниела Гебхардта (Daniel Gebhardt), что установил соответствующую программу на персональных компьютерах собственного факультета в университете Иоганна Гуттенберга в Майнце (Johannes Gutenberg Universitat Mainz).
Все трое определили о первом в собственном роде открытии из уст доктора наук Брюса Аллена (Bruce Allen), директора проекта Einstein@Home.
«Это момент истины для всех добровольцев. Нынешнее открытие обосновывает, что участие общества ведет к открытию новых объектов во Вселенной», – говорит Аллен (слева). На фото он вместе с аспирантом Бенджамином Книспелом (Benjamin Knispel) показывает графики, обрисовывающие поведение пульсара (фото Thomas Damm/AEI Hannover).
Как уже было сообщено, предстоящим изучением находки занялись специалисты – учёные из университетов Канады, США, Австралии, Англии, Германии и Нидерландов. В частности, существование нового пульсара было подтверждено дополнительными наблюдениями, совершёнными на радиотелескопе Грин-Бэнк (Robert C. Byrd Green Bank Telescope).
Пару дней назад учёные разместили статью в издании Science (тут возможно взглянуть её препринт), в ней они подробно обрисовали новый объект, названный PSR J2007+2722.
Умирающая звезда, обращаясь около собственной оси, выбрасывает протоны и электроны. У магнитных полюсов образующаяся плазма улетает в окружающее пространство безвозвратно (тут серые конусы).
В тех случаях, в то время, когда ось вращения звезды (тут вертикальная) не сходится с осью магнитного диполя, появляется эффект пульсирования: на Землю сигнал доходит как свет от дальнего маяка либо вращающегося фонарика – периодическими вспышками (иллюстрация с сайта innumerableworlds.wordpress.com).
Скоро стало известно, что пульсар данный относится к редкому типу: он испускает 41 радиоимпульс в секунду, а это стремительнее, чем у 90% вторых таких же объектов.
Такая высокая скорость вращения может свидетельствовать о том, что нейтронная звезда в своё время перетянула на себя часть вещества звезды-компаньона, применяла его как вторсырьё. По мере добавления чужого материала вращение звезды ускорялось, достигнув нынешнего значения.
Доктор наук Ксавье Сименс (Xavier Siemens), слева, и сисадмин Дэвид Хаммер (David Hammer) демонстрируют компьютеры Einstein@Home, рассылающие и приобретающие эти от несложных граждан (фото Alan Magayne-Roshak/UW-Milwaukee).
Наблюдения продемонстрировали кроме этого, что вращение, как и положено, замедляется. Но происходит это с маленькой скоростью, что со своей стороны говорит о не сильный магнитном поле нейтронной звезды. (Сильное поле ускорило бы торможение, поскольку выброс большего количества вещества отнимает и больше энергии.) А ослабление поля – процесс, сопутствующий поеданию вещества компаньона.
Но в радиосигнале, приходящем от PSR J2007+2722, не отмечается регулярного сдвига излучения. Это указывает, что нейтронная звезда не кружит около другого светила. Возможно, ускоривший когда-то вращение пульсара компаньон погиб, обернувшись сверхновой.
Наряду с этим взрыве пара разделилась.
Не считая PSR J2007+2722 проект Einstein@Home (на картине продемонстрирована его «заставка») детектировал 120 вторых пульсаров, но все они были уже известными. Полный перечень повторных найдёнышей тут.
Кое-какие учёные уверены в том, что Einstein@Home, в случае если сравнивать с другими подобными проектами, пока трудится в основном вхолостую (иллюстрация AEI Hannover).
Но, остаётся возможность, что перед нами однако юный пульсар, владеющий от рождения очень низким магнитным полем. Но в случае если относить PSR J2007+2722 к «вторичным» изолированным пульсарам, то из тех немногих, что известны науке, сегодняшний есть самым стремительным (обогнал прошлого рекордсмена на целых 15%).
Чтобы слушать Вселенную, время от времени не хватает одного продвинутого «громадного уха», хорошие вычислительные мощности также не помешают (иллюстрация с сайта multologiya.ru).
«Уже на данный момент возможно утверждать: независимо от того, что ещё нового мы определим об этом объекте, он окажет помощь осознать физику и природу образования нейтронных звёзд», — говорит в пресс-релизе Национального научного фонда США доктор наук Джеймс Кордс (James Cordes) из университета Корнелла.
Но вряд ли астрологи отыщут в PSR J2007+2722 что-то революционно новое, считает Стивен Торсетт (Stephen Thorsett) из университета Калифорнии (UC Santa Cruz). Однако для науки большое количество значит уже тот факт, что его нашли при помощи сети распределённых вычислений, — додаёт учёный.
Другой раз временно бездействующими оказываются не только персональные, но кроме того суперкомпьютеры. Так, сравнительно не так давно благодаря замечательным аппаратам компании Гугл было вычислено «число Всевышнего» – количество ходов, неизменно достаточное для приведения кубика Рубика из любого положения к собранному состоянию (фото с сайта geek.com).
В это же время подобные проекты уже не первый год трудятся не только на благо астрономии. Распределённые вычисления употребляются и в других областях науки: в биологии и медицине, криптографии и математике, физике.
Нынешнее событие точно привлечёт к вычислениям @home новых пользователей. По крайней мере, учёные в этом не сомневаются. Кроме того краткое изложение содержания статьи в Science они закончили словами «огромные вычислительные мощности, предоставленные добровольцами, разрешат сделать множество аналогичных открытий».
