中子星是宇宙中密度最大的物体之一。它们的地壳比地球上任何物质都坚固得多,一勺这种物质比一座山还重。谈到山脉,如果它们存在于中子星上,一些人假设它们可能只是。新的工作表明,如果这种变形存在于表面,那么我们可以用引力波天文台来检测它们。
任何有质量的运动物体都会产生引力波——时空中的微小振动。然而,只有宇宙中最极端的物体才会以当前天文台可以捕获的频率发射波。这就是为什么迄今为止所有的探测都是黑洞或中子星之间的碰撞。
这些事件类似于将卵石扔进池塘,但始终存在振动。其中一些最终可能会形成引力波背景,但我们星系中中子星的小变形的影响可以通过我们当前探测器(两个 LIGO、Virgo 和 Kagra)的连续引力波信号来检测。
“许多人正在进行对来自此类恒星的连续[引力波]的研究。在最好的情况下,目前的探测器对比地壳所能支撑的最大山脉小 1000 倍的山脉很敏感。不幸的是,我们不知道[中子星]山脉的大小,”作者在新研究中写道。
这是一个关键因素。中子星是一颗巨大(但不是太大)恒星超新星爆发留下的物体。这些物体中的物质会受到物理极限的作用力,并且其具体行为方式尚不完全清楚。表明该物质排列在称为核意大利面的结构中。也许它们可以以某种方式自行排列以产生表面变形,这些山脉会将特定的信号印在引力波上。
该团队将这种可能性比作太阳系中的不同世界。木卫二和土卫二有冰冷的硬壳和深水海洋。表面因下面水的运动而起皱。在土卫二上,这些特征被称为,而在欧罗巴上,它们是。
但你不需要液体内部。水星有一个薄薄的地壳和一个大的金属核心,最小的行星在其表面也有奇特的特征:弯曲的阶梯状结构。如果中子星的地壳在各个方向上都不相同,它也可能导致我们称之为山脉的结构的形成。
找到它们应该是可能的,但使用引力波探测器的人们需要知道他们在寻找什么。这些仪器可以在几公里范围内看到小于原子直径的变化——它们非常敏感。它们非常敏感,以至于地震、海浪等都会产生噪音。知道要寻找什么是关键。这篇论文可能是寻找这些连续引力波的重要一步。
该研究发表在期刊上物理评论D。