? ?這顆強(qiáng)烈的雙星白矮星可能是第一個引力波源

? ? ? 一對令人興奮的白矮星螺旋向?qū)Ψ娇拷@是我們在不久的將來能夠探測到的引力波源中最新的一對。

? ? ? 當(dāng)然，當(dāng)恒星與他們的舞伴靠得太近時，史詩般的恒星合并將是許多雙星系統(tǒng)的最終命運(yùn)。盡管如此，這個被稱為J2322+0509的新發(fā)現(xiàn)還是很特別的。下面是原因。

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? ? ? 白矮星是恒星核心的殘留物，是像我們的太陽這樣的恒星耗盡燃料后留下的。J2322+0509是一顆分離的雙星——它包含了兩顆擁有氦核的白矮星，它們的旋轉(zhuǎn)距離非常近，但不共享任何物質(zhì)(與之相對的是，一顆恒星從另一顆恒星那里吸收物質(zhì))。

? ? ? 事實(shí)上，J2322+0509的軌道周期——活躍的20分鐘和一秒鐘——相當(dāng)于所有已知的分離雙星中最短的第三個周期。在這短暫的時間內(nèi)，雙星中的每一顆恒星都完成了對方的完整軌道。

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? ? ? 這大約是目前記錄保持者的三倍——兩顆恒星在不到7分鐘的時間內(nèi)相互環(huán)繞——但這仍然是一個令人難以置信的數(shù)據(jù)，一個產(chǎn)生了更令人驚嘆的現(xiàn)象。

? ? ? 根據(jù)理論預(yù)測，具有特別緊密軌道的白矮星雙星，比如這個新發(fā)現(xiàn)，可以成為引力波的來源:在時空結(jié)構(gòu)中，當(dāng)極其巨大的物體改變它們的速度時，會產(chǎn)生無形的漣漪。

? ? ? 早在一個多世紀(jì)前，引力波就被理論預(yù)測出來，并于2015年首次被探測到。這一開創(chuàng)性的壯舉是由激光干涉引力波天文臺(LIGO)的研究人員的巨大合作完成的，它涉及到兩個遙遠(yuǎn)的黑洞合并成一個黑洞——這一事件發(fā)生在大約13億年前。

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? ? ? 但是黑洞合并并不是唯一能產(chǎn)生引力波的現(xiàn)象。廣義相對論預(yù)測,這些強(qiáng)大的漣漪在宇宙的面料也可以來自其他來源,包括旋轉(zhuǎn)的中子星,超新星的暴力,,是的,高密度的白矮星的螺旋上升的發(fā)展在雙星系統(tǒng)中,當(dāng)他們在快速并關(guān)閉——就像J2322 + 0509。

? ? ? 來自哈佛史密森天體物理中心(CfA)的天文學(xué)家沃倫·布朗說:“這一對位于恒星的最末端，軌道周期很短?！?/span>

? ? ? “這兩個物體的軌道正在衰變。發(fā)射出的引力波使這對粒子失去能量;在六七百萬年后，它們會合并成一顆更大的白矮星。”

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? ? ? 藝術(shù)家的印象。(m . Weiss)

? ? ? 那個決定性的事件可能在幾百萬年以后才會發(fā)生，但值得慶幸的是，我們不用等那么久就能發(fā)現(xiàn)更多關(guān)于J2322+0509引力波的信息。事實(shí)上，它是第一個加入候選池的二元系統(tǒng)。

雖然我們還不能從觀測上證實(shí)這個雙星系統(tǒng)產(chǎn)生的引力波，但一個名為LISA(激光干涉儀空間天線)的專業(yè)空間觀測系統(tǒng)，計(jì)劃于2034年發(fā)射，將具有這種特殊的能力。

就像LIGO的一個更微妙的版本，LISA將由三個獨(dú)立的衛(wèi)星組成，它們分別漂浮在數(shù)百萬公里之外的太空中。通過一束激光連接，該系統(tǒng)將能夠判斷衛(wèi)星是否由于引力波而移動，即使移動非常微小，它們也只能在亞原子尺度上記錄下來。

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然而，LISA要完成這個雄心勃勃的項(xiàng)目，還需要一大批引力波源候選者進(jìn)行研究和驗(yàn)證。這就是為什么尋找像J2322+0509這樣的天體在今天是至關(guān)重要的——即使它現(xiàn)在只是一個異國情調(diào)的面包屑，為未來更大的發(fā)現(xiàn)指明了道路。

來自俄克拉何馬大學(xué)的天體物理學(xué)家Mukremin Kilic說:“驗(yàn)證雙星很重要，因?yàn)槲覀冎繪ISA會在打開望遠(yuǎn)鏡后的幾周內(nèi)看到它們?！?/span>

據(jù)我們所知，目前有關(guān)LISA的消息來源屈指可數(shù)。新驗(yàn)證二進(jìn)制的第一個原型的發(fā)現(xiàn)使我們遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于任何人的預(yù)期?！?/span>

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正如研究人員所解釋的那樣，一旦LISA啟動并運(yùn)行，這種特殊的雙星系統(tǒng)預(yù)計(jì)將成為一種普遍現(xiàn)象。

布朗說:“理論預(yù)測，那里有許多雙氦核白矮星。”

“這一發(fā)現(xiàn)為這些模型和未來的實(shí)驗(yàn)提供了依據(jù)，這樣我們就能找到更多這樣的恒星，并確定它們的真實(shí)數(shù)量?！?/span>

研究結(jié)果將發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志通訊》上。

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作者: PETER DOCKRILL

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