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预测成真!首个双白矮星引力波源被证实!

 天文在线 2023-04-08 发布于云南

天文学家们发现了前所未见的双白矮星引力波源

艺术家对首次被证实的双氦核白矮星引力波源进行的可视化。(图片来源:M. Weiss)

天文学家探测到了两具围绕彼此旋转的恒星“遗体”,它们可能产生引力波。

白矮星是像我们的太阳这样的恒星在耗尽燃料并变成残留的热核后的样子。多年来,研究人员一直预测,应该存在由白矮星组成的双星系统,根据广义相对论,这样质量的两个天体相互环绕,应该会以引力波的形式释放能量。引力波是时空结构中的波纹或扰动。

现在,与其说发现了引力波,而不如说是发现了产生引力波的双星系统。但是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,而且对验证将于2034年起用的仪器效率也很重要。

该仪器,LISA(空间激光干涉仪)引力波天文台,基本上将用J2322+0509双白矮星系统开展训练。因为既然已经知道它们的存在,这是一个很好的测试以确保仪器能够正确地发现它们。

“验证双星很重要,因为我们知道LISA在打开望远镜后几周内就能看到它们”,来自俄克拉荷马大学的这项研究的合著者Mukuemin Kilic在声明中说,“我们目前所知到的LISA的信息来源屈指可数,发现了第一个新的验证双星的模型使我们远远超出了任何人的预期。”

在一项新的鉴定和探索双星的研究中,哈佛大学天体物理中心(CfA)的研究人员首次发现了由两颗白矮星(带有氦核)组成的双白矮星系统,这两颗白矮星显然是不同的恒星。这个系统被称为J2322+0509,其轨道周期很短,只有1210秒 (将将超过20分钟),是迄今为止发现的第一个双白矮星系统引力波源。

“据理论预测存在许多双星白矮星(有氦核)”,哈佛-史密森天体物理中心(CfA)的天文学家、该论文的第一作者沃伦·布朗在报告中说“这项发现为现有模型和未来研究提供了支撑,以便我们发现更多白矮星并测算出它们的真实数量。”

在所有已发现的分离的双星中,这个系统的轨道周期是第三短的,所以很难被探测到。“这个双星系统不存在光度曲线”,布朗在报告中说“因此我们检测不到光度信号”。所以他的团队没有用取决于光线本身的光度研究,而是采用光谱研究,即通过观测电磁辐射(如可见光)的相互作用,来确定系统的轨道运动。

但是,报告和研究表明,他们的团队通过理论计算发现,尽管这个系统难以被探测,但事实证明此类双星系统是非常强的引力波源。研究人员确定:由于这个系统的位置是以地线为基准的,所以仪器可接收的信号到比同一系统旋绕方向相反的信号强2.5倍。

尽管这个双星系统不会永远是双星,然而科学家们希望有一天能通过引力波探测到它。“这一对天体的轨道范围正在缩小”,布朗说。“辐射出的引力波正在导致它们耗散能量,在六至七百万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,也叫作简并矮星,是大部分由简并态物质构成的星核遗迹。白矮星极其致密:它的质量与太阳相当而体积同地球相等。它的微弱光度来自储存热能的排放;白矮星中不会发生核聚变。

已知的距离地球最近的白矮星是天狼星B,距地球约8.6光年,它是双星天狼星中一个较小的组成部分。目前认为在离太阳最近的一百个恒星系统中有八颗是白矮星。1910年首次发现了白矮星不同寻常的微弱光度。白矮星这一名字最初在1922年被威廉·佛莱明提出。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3.helsea Gohd-Lindsey,和谭洋【19萌新】

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翻译:天文志愿文章组-快速翻译小分队

联合署名Lindsey,和谭洋【19萌新】,

审核:天文志愿文章组-

排版:零度星系

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自:https://www./white-dwarf-binary-gravitational-wave-source-discovery.html

本文由天文志愿文章组-Lindsey,和谭洋【19萌新】翻译自helsea Gohd的作品,如有相关内容侵权,请于三十日以内联系运营者删除。

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