脈沖雙星加速度搜索方法及軟件改進(jìn) *

冀昶旭，于徐紅，劉志杰

(貴州師范大學(xué)貴州省信息與計(jì)算科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽 550001)

脈沖雙星系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)極具科學(xué)意義。1974年，赫爾斯和泰勒在天鷹座天域探測到脈沖信號(hào)，經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)是脈沖雙星[1](PSR B1913 + 16)的信號(hào)。兩人通過深入研究首次發(fā)現(xiàn)引力波存在的間接定量證據(jù)[2]，并因此獲得1993年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。文[3]基于500 m口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)在M13星團(tuán)中發(fā)現(xiàn)一顆處于雙星系統(tǒng)中的毫秒脈沖星M13F，并認(rèn)證星團(tuán)中另一顆脈沖星M13E為掩食雙星；首次測量了M13星團(tuán)中4個(gè)脈沖雙星系統(tǒng)的軌道橢率，同時(shí)獲得M13星團(tuán)現(xiàn)有脈沖星的最好計(jì)時(shí)結(jié)果。遺憾的是，現(xiàn)有脈沖雙星的搜索較為耗時(shí)，搜索能力亟待提升。一方面是FAST早期科學(xué)數(shù)據(jù)中心對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理能力的要求高。在FAST開啟19波束巡天漂移掃描后，數(shù)據(jù)量激增，每天產(chǎn)生壓縮數(shù)據(jù)50 TB，每年(按200天計(jì)算)產(chǎn)生10 PB數(shù)據(jù)，如何利用好這些數(shù)據(jù)，是對(duì)數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)和超算能力的嚴(yán)峻考驗(yàn)。 另一方面，高效的搜索能力對(duì)FAST探測優(yōu)質(zhì)毫秒脈沖星具有重要意義。在FAST早期科學(xué)數(shù)據(jù)中心脈沖星分布式搜索計(jì)算系統(tǒng)Craber[4]中使用加速度搜索方法[5-7]，當(dāng)參數(shù)zmax設(shè)置較大時(shí)，搜索效率顯著降低。目前，Ransom版本的加速度搜索方法[8]雖然在中央處理器上進(jìn)行了高度優(yōu)化，但速度仍有欠缺。單機(jī)八核處理大小約140 G的巡天漂移掃描數(shù)據(jù)，zmax參數(shù)預(yù)設(shè)200，耗時(shí)約20 h，這僅是10 min巡天且經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)量。顯然，這種數(shù)據(jù)處理能力極大限制了脈沖雙星的有效發(fā)現(xiàn)。

此外，雙星系統(tǒng)中蘊(yùn)含大量毫秒脈沖星。……