主要內(nèi)容如下:引力波是時空結(jié)構(gòu)中的漣漪或擾動。不過,這一新研究并不是發(fā)現(xiàn)了引力波,而是發(fā)現(xiàn)這個雙星系統(tǒng)可能是引力波的來源。該研究不僅會增進我們對這些系統(tǒng)和引力波源的了解,而且對驗證激光干涉儀空間天線(LISA)的有效性也非常重要。LISA是由美國國家航空航天局(NASA)和歐洲空間局(ESA)合作的引力波探測計劃,預計將于2034年發(fā)射。

引力波是時空結(jié)構(gòu)中的漣漪或擾動。不過,這一新研究并不是發(fā)現(xiàn)了引力波,而是發(fā)現(xiàn)這個雙星系統(tǒng)可能是引力波的來源。該研究不僅會增進我們對這些系統(tǒng)和引力波源的了解,而且對驗證激光干涉儀空間天線(LISA)的有效性也非常重要。LISA是由美國國家航空航天局(NASA)和歐洲空間局(ESA)合作的引力波探測計劃,預計將于2034年發(fā)射。
LISA將使用這個被稱為“J2322+0509”的雙星系統(tǒng)進行訓練。由于天文學家已經(jīng)知道該系統(tǒng)的存在,因此可以將其作為很好的測試對象,確保儀器能夠正確地發(fā)現(xiàn)它們?!膀炞C雙星很重要,因為我們知道LISA在啟動望遠鏡后幾周內(nèi)就能探測到它們,”研究作者之一、美國俄克拉荷馬大學的Mukuemin Kilic在聲明中說,“據(jù)我們目前所知,可供LISA探測的引力波源屈指可數(shù)。發(fā)現(xiàn)一個新的可供驗證的雙星系統(tǒng),使我們遠遠超出了所有人的預期。”

在這項新研究中,哈佛大學天體物理中心的研究人員首次發(fā)現(xiàn)了由兩顆白矮星(帶有氦核)組成的雙白矮星系統(tǒng)。這兩顆白矮星顯然是不同的恒星。J2322+0509系統(tǒng)的軌道周期很短,只有1210秒(20分鐘多一點),是迄今為止發(fā)現(xiàn)的第一個雙白矮星引力波源。
該研究的第一作者、哈佛大學天體物理中心的天文學家沃倫·布朗(Warren Brown)在一份聲明中說:“一些理論預測了眾多雙氦核白矮星系統(tǒng)的存在,而這次探測為這些模型和未來的實驗提供了依據(jù)。我們可以因此找到更多的恒星,并確定它們的真實數(shù)量。”
在迄今為止發(fā)現(xiàn)的所有分離雙星中,J2322+0509系統(tǒng)的軌道周期是第三短的,因此很難被發(fā)現(xiàn)?!斑@對雙星沒有光變曲線,”布朗在聲明中說,“我們無法探測到光度信號,因為根本不存在。”因此,研究團隊沒有使用光度學手段,而是對光譜進行研究,即觀察物質(zhì)如何與電磁輻射(如可見光)相互作用,從而確定恒星的軌道運動。
據(jù)聲明稱,研究小組通過理論計算發(fā)現(xiàn),盡管這個雙星系統(tǒng)很難探測到,但事實證明,這種類型的雙星是一個非常強大的引力波來源。研究人員認為,由于該系統(tǒng)相對于地球的方向,引力波探測儀器應該能夠接收到比同一系統(tǒng)向其他方向所發(fā)出信號強2.5倍的信號。
不過,正是由于引力波的關(guān)系,這一系統(tǒng)不可能永遠維持雙星狀態(tài)?!斑@兩個天體的軌道正在衰減,”布朗說,“它們發(fā)射出的引力波導致其失去能量;大約六七百萬年后,它們會合并成一個更大的單一白矮星?!?/p>
這項研究的結(jié)果于4月3日發(fā)表在預印版服務器arXiv.org,該論文已被《天體物理學雜志通訊》(Astrophysical Journal Letters)接受。(任天)
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