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振动恒星揭示难以捉摸的时空涟漪

来源:http://www.4sports-uk.com 作者:3522.com 时间:2020-03-11 23:44

3522.com,振动恒星揭示难以捉摸的时空涟漪

国家科学基金会基特峰国家天文台的2.1米望远镜使用一种新仪器进行观测,发现了迄今为止速度最快的食双星。这颗快速轨道运行的恒星公转周期只有6.91分钟,预计将成为未来天基引力波探测器LISA探测到的最强引力波源之一。像太阳这样的恒星在生命末期膨胀成一颗红巨星后,最终会演化成一颗致密的白矮星,这颗白矮星质量和太阳一样,被压缩到与地球相当大小的体积。

本报讯 类似太阳的恒星以同乐器相似的方式振动,并且具有规律性的、可预测的频率。物理学家通过研究这些振动了解恒星的内在机理,同时发现围绕其运转的行星。最新研究发现,科学家还可以利用恒星的振动探测100年前爱因斯坦广义相对论所预测的时空中难以捉摸的涟漪——引力波。

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使质量极大的物体如双星系统或正在合并的星系中的一对黑洞加速,应当会在其附近的时空中创造涟漪,就像一块石头被扔进池塘中那样。一些探测器正在寻找这些波动,还有一些即将开始寻找,但目前尚未发现涟漪。

类似地,当食双星演化时,它们可以将其伴星吞没在红巨星阶段,并螺旋靠近,最终留下一颗接近的白矮星双星。具有非常紧密轨道的白矮星双星被认为是引力波辐射的强源。虽然预期这种系统会相对普遍,但事实证明这种系统难以捉摸,迄今只确定了少数几个。目前正在帕洛玛天文台和凯特峰国家天文台进行的一项新夜空研究正在改变这种情况。每天晚上,加州理工学院的Zwicky Transient Facility 都会用帕洛玛天文台的1.22米望远镜扫描天空,寻找移动、闪烁或其他亮度变化的物体。

不过,来自葡萄牙里斯本大学的Ilídio Lopes和美国约翰斯:霍普金斯大学的Joseph Silk表示,或许人们不需要等待这些试验。附近恒星振动模式中的极小变化可能表明,其正在遭到引力波的侵袭。

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如果恒星如同一个管弦乐队,引力波就像音叉:它只释放某一特定的频率。Lopes介绍说,最理想的引力波探测器是三星系统:两颗运行轨道紧挨在一起的白矮星和一颗附近的大型红巨星。白矮星会释放引力波,使红巨星产生像铃铛一样的声音。

有希望的候选者将在基特峰2.1米望远镜上使用一种新的仪器,基特峰2.1米电子倍增演示仪,来识别短周期食双星。电子倍增演示仪用于测量天体光源亮度变化的速度和灵敏度。这种方法导致了ZTF J1539 5027的发现,这是一颗白矮星,以目前已知的最短周期使双星黯然失色。这两颗恒星的轨道非常接近。加州理工学院研究生凯文·伯奇解释说:当较暗的恒星经过较亮恒星前时,它会挡住大部分光线,导致我们在ZTF数据中看到的7分钟闪烁模式。

《中国科学报》 (2015-07-22 第2版 国际)

引力波强源

据预测,近轨道运行的白矮星会以更近、更快速度螺旋运动,因为系统会通过发射引力波而损失能量。J1539的轨道是如此紧密,以至于它的轨道周期预计在短短几年后就会明显缩短。Burdge团队通过将新结果与过去10年获得的档案数据进行比较,证实了广义相对论对缩小轨道的预测。J1539是一颗稀有的宝石,它是仅有的几个已知的引力波源之一,引力波是空间和时间的涟漪,将被未来欧洲太空任务LISA(激光干涉仪太空天线)探测到,预计将于2034年发射。

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LISA将与美国国家科学基金会(National Science Foundation)的陆基LIGO(激光干涉仪引力波观测站)类似,后者在2015年首次直接探测到一对相互碰撞的黑洞的引力波,创造了历史。LISA将以较低的频率探测来自太空的引力波。J1539与LISA非常匹配,J1539的4.8 mHz引力波频率接近LISA的灵敏度峰值。

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