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4000万公里长的激光臂,将能探测到超微弱引力波!期待不?

未来的太空天线丽莎可能会探测到双中子星的引力波,其研究结果在2020年第14届澳大利亚国家理论天体物理研究所(ANITA)科学研讨会上公布,这些测量可能有助于破译恒星的生死。

由ARC引力波发现卓越中心(OzGrav)博士生迈克·刘(Mike Lau)领导的一个天体物理学家团队预测:未来的太空天线丽莎(Lisa)可能会探测到双中子星的引力波,其研究结果在2020年第14届澳大利亚国家理论天体物理研究所(ANITA)科学研讨会上公布,这些测量可能有助于破译恒星的生死。研究的第一作者刘将他的团队比作天文古生物学家:

就像从恐龙化石中了解恐龙一样,我们从双中子星化石中拼凑出双子星的生命。中子星是一颗超大星在生命末期发生超新星爆炸后留下的“残骸”星体。双中子星是由两颗相互环绕的中子星组成的系统,会在周围时空中产生周期性的扰动,就像池塘表面蔓延的涟漪一样,这些“涟漪”被称为引力波,当LIGO和室女座引力波探测器的合作,在2015年首次探测到引力波时,这些引力波“涟漪”登上了新闻头条。

这些引力波是当一对黑洞旋转得太近并合并时产生的。然而,科学家们仍然没有找到一种方法来测量当两颗中子星或黑洞在轨道上仍然相距很远时发出的引力波。这些较弱的引力波包含了关于恒星生命的有价值信息,并可能揭示我们银河系中存在着全新的天体群。新的研究表明,激光干涉仪空间天线丽莎(LISA)可以潜在地探测到来自双中子星的引力波。

LISA是一个星载引力波探测器,计划于2034年发射,这是欧洲航天局领导的一项任务的一部分。LISA由三颗由激光束连接的卫星组成,形成一个绕太阳运行的三角形。经过的引力波将拉伸和挤压这个三角形4000万公里长的激光臂。高灵敏度的探测器将探测到缓慢振荡的超微弱引力波,这些引力波目前是LIGO和室女座探测器无法探测到的。

利用计算机模拟对一群双中子星进行建模,该团队预测:在四年的运行中,LISA将测量到数十颗双中子星在彼此轨道运行时发出的引力波,其研究结果发表在《皇家天文学会月刊》上。超新星爆炸形成的中子星,使最初的圆形轨道变成椭圆形。通常,引力波发射会偏离轨道-LIGO和室女座探测到的双中子星就是这种情况。但LISA将能够在双中子星仍然相距甚远的时候探测到它们,因此有可能瞥见椭圆形轨道。

轨道的椭圆形,被描述为轨道偏心率,可以告诉天文学家很多关于这两颗恒星在成为双中子星之前的样子。例如,它们的分离,以及它们被超新星“踢”得有多厉害。对双星(双星是成对诞生的恒星)的理解有很多不确定因素,科学家们希望,到本世纪30年代,LISA对双中子星的探测将为它们的秘密生活带来一些新曙光。

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