預測成真！首個雙白矮星引力波源被證實！

2023-04-01 11:39:58 1

天文學家發現了一個前所未有的雙白矮星引力波來源。

藝術家們設想了第一個被證實的有雙氦核的白矮星引力波源。(照片來源:魏斯先生)

天文學家已經探測到了兩顆相互環繞的恆星的「殘骸」，這可能會產生引力波。

白矮星是像我們的太陽一樣的恆星，耗盡燃料，成為殘餘熱核。多年來，研究人員一直預測應該有一個由白矮星組成的雙星系統。根據廣義相對論，這種質量的兩個天體應該以引力波的形式釋放能量。引力波是時間空的結構中的波紋或擾動。

現在，與其說引力波被發現，不如說是產生引力波的雙星系統。然而，這項研究不僅會增進我們對這些系統和引力波來源的了解，而且對驗證2034年將使用的儀器的效率也很重要。

儀器LISA(空雷射幹涉儀)引力波天文臺將基本上由J2322+0509雙白矮星系統訓練。由於它們的存在是已知的，這是一個很好的測試，以確保儀器可以正確地找到它們。

俄克拉何馬州大學該項研究的共同作者穆克明·基裡奇在一份聲明中說:「驗證雙星很重要，因為我們知道LISA在打開望遠鏡後的幾周內就能看到它們。」。「到目前為止，我們只知道一些關於LISA的信息來源，第一個驗證雙星的新模型的發現大大超出了任何人的預期。」

在一項識別和探索雙星的新研究中，哈佛大學天體物理中心的研究人員首次發現了一個由兩個白矮星(帶氦核)組成的雙重白矮星系統，這兩個白矮星顯然是不同的恆星。這個系統叫做J2322+0509。它的軌道周期很短，只有1210秒(超過20分鐘)。這是迄今為止發現的第一個雙白矮星系統引力波源。

「理論上預測有許多雙星白矮星(含氦核)，」哈佛-史密森納天體物理中心的天文學家、該論文的第一作者沃倫·布朗在一份報告中說。「這一發現為現有的模型和未來的研究提供了支持，這樣我們就可以找到更多的白矮星並計算它們的真實數量。」

在發現的所有分離的雙星中，這個系統的軌道周期是第三短的，所以很難探測到。「在這個二元系統中沒有光度曲線，」布朗在報告中說，「所以我們不能檢測光度信號。」因此，他的團隊沒有使用依賴於光本身的光度研究，而是使用光譜研究，即通過觀察電磁輻射(如可見光)的相互作用來確定系統的軌道運動。

然而，報告和研究表明，他們的團隊通過理論計算發現，雖然這個系統很難探測，事實證明，這種類型的雙星系統是一個非常強大的引力波源。研究人員已經確定，由於該系統的位置是基於地線的，因此該儀器能夠接收的信號比同一系統的相反纏繞方向的信號強2.5倍。

雖然這個雙星系統不會永遠是一顆雙星，但科學家希望有一天能通過引力波探測到它。「這對天體的軌道正在縮小，」布朗說。輻射的引力波使它們消耗能量，在600萬到700萬年內，它們將合二為一，成為一個更大的白矮星

相關知識

白矮星，也稱為簡併矮星，是由簡併物質組成的恆星的核殘留物。白矮星密度極高:它們的質量和太陽一樣，體積和地球一樣。它微弱的亮度來自儲存熱能的釋放；白矮星不會發生核聚變。

已知離地球最近的白矮星是天狼星B，它距離地球約8.6光年。它是雙星天狼星的一個較小的部分。目前，離太陽最近的100個恆星系統中有8個被認為是白矮星。白矮星不尋常的微弱亮度首次發現於1910年。白矮星這個名字是威廉·弗萊明在1922年首次提出的。