IL SUPERCALCOLATORE DI EINSTEIN@HOME

I raggi gamma e la citizen science

Oggi viene pubblicata sull’Astrophysical Journal la scoperta di quattro nuovi pulsar gamma trovati nei dati raccolti dal Large Area Telescope (LAT) a bordo della missione Fermi grazie all’utilizzo della potenza di calcolo messa a disposizione da volontari che aderiscono al progetto Einstein@Home.

EatH_skymap_enIl secondo catalogo dei pulsar Fermi contiene circa 80 pulsar “giovani” solo metà dei quali emette impulsi alle frequenze radio. L’altra metà viene rivelata attraverso l’emissione di alta energia, ma vedere in gamma le pulsazioni delle stelle di neutroni senza nessun indizio sul loro periodo di rotazione non è facile. Bisogna spazzolare grandi intervalli di frequenze applicando la trasformata di Fourier (o algoritmi analoghi) sui tempi di arrivo dei fotoni (corretti al baricentro del sistema solare) che sono stati misurati durante intervalli di tempo di mesi o anni. In breve, occorre una grande potenza di calcolo. Nonostante siano stati messi a punto tecniche e programmi ad hoc per cercare di ottimizzare la ricerca, la continua crescita dell’intervallo di tempo da analizzare per evidenziare la presenza di segnali pulsati da sorgenti sempre più deboli, richiedere potenze di calcolo proibitive.

Per ovviare a questo problema l’Istituto Alberto Einstein di Hannover ha pensato di utilizzare la potenza di calcolo fornita dai volontari che aderiscono al progetto Einstein@home. Si tratta di uno dei più popolari progetti di Citizen Science attraverso il quale chiunque può mettere a disposizione la capacità di calcolo del proprio PC nei momenti nei quali non viene utilizzato. Dall’unione di tanti PC, nasce un supercomputer distribuito, particolarmente interessante per svolgere calcolo ripetitivi che possono essere divisi in blocchi gestibili anche dai PC di casa che deve solo essere lasciato acceso e connesso a Internet, poi il programma fa tutto il resto scaricando i dati dal server centrale, svolgendo le operazioni e spedendo al server i risultati ottenuti. E@H è nato nel 2005 per contribuire alla ricerca delle onde gravitazioni nei dati dei rivelatori di Ligo. Recentemente, lo scopo del progetto è stato esteso a comprendere la ricerca di segnali pulsati da stelle di neutroni, prima nei dati radio, ed ora nei dati gamma. I quattro nuovi pulsar sono stati trovati da PC americani, australiani, canadesi, giapponesi, francesi e tedeschi i cui proprietari hanno ricevuto la lieta novella, accompagnata da un diploma per testimoniare la riconoscenza degli scienziati per il loro (piccolo) atto di generosità. Nella figura, ad ogni pulsar sono associate le bandierine delle nazionalità dei volontari che hanno contribuito alla scoperta. Da notare che sono due per ogni pulsar perché i dati vengono sempre analizzati due volte in modo indipendente.

I 4 nuovi arrivati sono pulsar giovani e non facilissimi da trovare, perché si trovano in pieno nel piano galattico, dove è più alto il segnale di fondo prodotto dall’interazione dei raggi cosmici con il materiale interstellare. In più due di essi mostrano i segni del singhiozzo che caratterizza le stelle di neutroni giovani.

Il lavoro è una prova generale del metodo che, speriamo, possa trovare molti altri pulsar radio quieti. In base a banali considerazione legate alla geometria dell’emissione, sappiamo che i pulsar radio quieti dovrebbero essere in numero molto superiore a quelli con emissione radio, anche se facciamo molta fatica a trovarli. Tra le centinaia di sorgenti gamma non identificate ci possono essere ancora moltissime stelle di neutroni radio quiete, ma gamma brillanti che ci stanno aspettando

Come dimostra il risultato dei colleghi tedeschi, ogni raffinamento nella tecnica di ricerca e ogni aumento della potenza di calcolo ha risultati immediati, segno che c’è ancora spazio per crescere.

Morale, aderite ad Einstein@Home. Non costa niente, ma magari sarà proprio il vostro computer a fare la differenza.