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预测成真!首个双白矮星引力波源被证实!

2020-04-10 11:44:23 作者:

天文学家发现了一个前所未有的双白矮星引力波来源。

艺术家们设想了第一个被证实的有双氦核的白矮星引力波源。(照片来源:魏斯先生)

天文学家已经探测到了两颗相互环绕的恒星的“残骸”,这可能会产生引力波。

白矮星是像我们的太阳一样的恒星,耗尽燃料,成为残余热核。多年来,研究人员一直预测应该有一个由白矮星组成的双星系统。根据广义相对论,这种质量的两个天体应该以引力波的形式释放能量。引力波是时间空的结构中的波纹或扰动。

现在,与其说引力波被发现,不如说是产生引力波的双星系统。然而,这项研究不仅会增进我们对这些系统和引力波来源的了解,而且对验证2034年将使用的仪器的效率也很重要。

仪器LISA(空激光干涉仪)引力波天文台将基本上由J2322+0509双白矮星系统训练。由于它们的存在是已知的,这是一个很好的测试,以确保仪器可以正确地找到它们。

俄克拉何马州大学该项研究的共同作者穆克明·基里奇在一份声明中说:“验证双星很重要,因为我们知道LISA在打开望远镜后的几周内就能看到它们。”。“到目前为止,我们只知道一些关于LISA的信息来源,第一个验证双星的新模型的发现大大超出了任何人的预期。”

在一项识别和探索双星的新研究中,哈佛大学天体物理中心的研究人员首次发现了一个由两个白矮星(带氦核)组成的双重白矮星系统,这两个白矮星显然是不同的恒星。这个系统叫做J2322+0509。它的轨道周期很短,只有1210秒(超过20分钟)。这是迄今为止发现的第一个双白矮星系统引力波源。

“理论上预测有许多双星白矮星(含氦核),”哈佛-史密森纳天体物理中心的天文学家、该论文的第一作者沃伦·布朗在一份报告中说。“这一发现为现有的模型和未来的研究提供了支持,这样我们就可以找到更多的白矮星并计算它们的真实数量。”

在发现的所有分离的双星中,这个系统的轨道周期是第三短的,所以很难探测到。“在这个二元系统中没有光度曲线,”布朗在报告中说,“所以我们不能检测光度信号。”因此,他的团队没有使用依赖于光本身的光度研究,而是使用光谱研究,即通过观察电磁辐射(如可见光)的相互作用来确定系统的轨道运动。

然而,报告和研究表明,他们的团队通过理论计算发现,虽然这个系统很难探测,事实证明,这种类型的双星系统是一个非常强大的引力波源。研究人员已经确定,由于该系统的位置是基于地线的,因此该仪器能够接收的信号比同一系统的相反缠绕方向的信号强2.5倍。

虽然这个双星系统不会永远是一颗双星,但科学家希望有一天能通过引力波探测到它。“这对天体的轨道正在缩小,”布朗说。辐射的引力波使它们消耗能量,在600万到700万年内,它们将合二为一,成为一个更大的白矮星

相关知识

白矮星,也称为简并矮星,是由简并物质组成的恒星的核残留物。白矮星密度极高:它们的质量和太阳一样,体积和地球一样。它微弱的亮度来自储存热能的释放;白矮星不会发生核聚变。

已知离地球最近的白矮星是天狼星B,它距离地球约8.6光年。它是双星天狼星的一个较小的部分。目前,离太阳最近的100个恒星系统中有8个被认为是白矮星。白矮星不寻常的微弱亮度首次发现于1910年。白矮星这个名字是威廉·弗莱明在1922年首次提出的。

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