寻找难以捉摸的连续引力波揭示了中子星的本质
天文学家一直在寻找连续引力波的首次探测结果,他们表示,虽然没有找到,但他们学到了很多东西。毫无疑问,探测到由略微畸形的中子星旋转产生的首个引力嗡嗡声的科学回报会更大,但即使是表面上的失败,今天也发表了三篇论文。
距离第一次探测到引力波仅有六年时间,它是由。现在发现这样的事件几乎是常事,随后观察到这是本世纪最重大的科学发现之一,它改变了我们对重元素起源的认识。
然而,这些都是尖锐而有力的事件。连续引力波,据预测是由中子星等非常致密的非球形物体的旋转产生的,它们的能量会持续更长的时间。澳大利亚国立大学 (ANU) 的 Karl Wette 博士将我们观察到的碰撞产生的波比作“嘎嘎叫的凤头鹦鹉”——声音响亮而喧闹,很容易被发现!然而,连续引力波就像远处蜜蜂微弱而持续的嗡嗡声,在一个陈述. 其他人有描述这次搜寻就像“试图在狂奔的大象群中捕捉一只老鼠的吱吱声”。
尽管如此,苏珊·斯科特教授澳大利亚国立大学物理研究学院的研究人员告诉 IFLScience,如果我们确实探测到连续的引力波,它们的大小和形状将告诉我们很多有关中子星性质的信息,例如在黑洞外最极端条件下物质的刚性如何。
中子星在超新星残骸中形成时,爆炸的不对称性被认为使它们略呈椭圆形,一个方向比另一个方向长几毫米,直径为 10-15 公里。然而,中子星的密度令人难以置信(它们在这个尺寸中容纳了超过一个太阳的质量),而且它们旋转的速度很快,这意味着这些缺陷会导致它们释放能量。
“我们可以估算中子星损失的能量,”斯科特告诉 IFLScience。“如果这些能量都以引力波的形式存在,我们就可以计算出它在地球上的振幅。”我们的探测器现在非常灵敏,我们应该能够记录下这些估计值的上限,她补充道。
然而,我们越是无法发现这些波,我们就越能排除中子星性质的可能性。引力波探测(或不探测)是一门非常大的科学。斯科特是一篇发表在《天体物理学杂志描述了针对 15 颗“年轻”中子星(数百或数千年历史)的观测结果。论文指出,“没有发现 [连续波] 的证据”。这意味着中子星要么比某些模型提出的更球形,要么它们以其他方式损失大量能量,例如脉冲星释放的 X 射线和无线电波。
一个附送文件描述了在双星系统中寻找中子星的引力波。中子星巨大的引力场通常使它们能够从伴星上吸取气体。这可能会产生随着新材料的稳定。
第三篇论文将搜索范围缩小到一颗星作者指出,它“拥有所有脉冲星中最大的自旋减速光度,并表现出频繁而强烈的故障。”这些特征使其成为探测连续波的特别有力的候选者,促使世界各地的天文学家对其给予特别关注。然而,什么也没发现,这表明引力波带走的能量不到 PSR J0537-6910 在快速减速时损失的能量的 14%。
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