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引力波|引力波的源头？可能与双星系统白矮星有关

这颗强烈的双星白矮星可能是第一个引力波源
一对令人兴奋的白矮星螺旋向对方靠近 ， 这是我们在不久的将来能够探测到的引力波源中最新的一对 。
当然 ， 当恒星与他们的舞伴靠得太近时 ， 史诗般的恒星合并将是许多双星系统的最终命运 。 尽管如此 ， 这个被称为J2322+0509的新发现还是很特别的 。 下面是原因 。
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白矮星是恒星核心的残留物 ， 是像我们的太阳这样的恒星耗尽燃料后留下的 。 J2322+0509是一颗分离的双星——它包含了两颗拥有氦核的白矮星 ， 它们的旋转距离非常近 ， 但不共享任何物质(与之相对的是 ， 一颗恒星从另一颗恒星那里吸收物质) 。
事实上 ， J2322+0509的轨道周期——活跃的20分钟和一秒钟——相当于所有已知的分离双星中最短的第三个周期 。 在这短暂的时间内 ， 双星中的每一颗恒星都完成了对方的完整轨道 。
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这大约是目前记录保持者的三倍——两颗恒星在不到7分钟的时间内相互环绕——但这仍然是一个令人难以置信的数据 ， 一个产生了更令人惊叹的现象 。
根据理论预测 ， 具有特别紧密轨道的白矮星双星 ， 比如这个新发现 ， 可以成为引力波的来源:在时空结构中 ， 当极其巨大的物体改变它们的速度时 ， 会产生无形的涟漪 。
早在一个多世纪前 ， 引力波就被理论预测出来 ， 并于2015年首次被探测到 。 这一开创性的壮举是由激光干涉引力波天文台(LIGO)的研究人员的巨大合作完成的 ， 它涉及到两个遥远的黑洞合并成一个黑洞——这一事件发生在大约13亿年前 。
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但是黑洞合并并不是唯一能产生引力波的现象 。 广义相对论预测,这些强大的涟漪在宇宙的面料也可以来自其他来源,包括旋转的中子星,超新星的暴力,,是的,高密度的白矮星的螺旋上升的发展在双星系统中,当他们在快速并关闭——就像J2322 + 0509 。
来自哈佛史密森天体物理中心(CfA)的天文学家沃伦·布朗说:“这一对位于恒星的最末端 ， 轨道周期很短 。 ”
“这两个物体的轨道正在衰变 。 发射出的引力波使这对粒子失去能量;在六七百万年后 ， 它们会合并成一颗更大的白矮星 。 ”
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艺术家的印象 。 (m . Weiss)
那个决定性的事件可能在几百万年以后才会发生 ， 但值得庆幸的是 ， 我们不用等那么久就能发现更多关于J2322+0509引力波的信息 。 事实上 ， 它是第一个加入候选池的二元系统 。
虽然我们还不能从观测上证实这个双星系统产生的引力波 ， 但一个名为LISA(激光干涉仪空间天线)的专业空间观测系统 ， 计划于2034年发射 ， 将具有这种特殊的能力 。
就像LIGO的一个更微妙的版本 ， LISA将由三个独立的卫星组成 ， 它们分别漂浮在数百万公里之外的太空中 。 通过一束激光连接 ， 该系统将能够判断卫星是否由于引力波而移动 ， 即使移动非常微小 ， 它们也只能在亚原子尺度上记录下来 。
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【引力波|引力波的源头？可能与双星系统白矮星有关】然而 ， LISA要完成这个雄心勃勃的项目 ， 还需要一大批引力波源候选者进行研究和验证 。 这就是为什么寻找像J2322+0509这样的天体在今天是至关重要的——即使它现在只是一个异国情调的面包屑 ， 为未来更大的发现指明了道路 。
来自俄克拉何马大学的天体物理学家Mukremin Kilic说:“验证双星很重要 ， 因为我们知道LISA会在打开望远镜后的几周内看到它们 。 ”
据我们所知 ， 目前有关LISA的消息来源屈指可数 。 新验证二进制的第一个原型的发现使我们远远领先于任何人的预期 。 ”
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正如研究人员所解释的那样 ， 一旦LISA启动并运行 ， 这种特殊的双星系统预计将成为一种普遍现象 。
布朗说:“理论预测 ， 那里有许多双氦核白矮星 。 ”
“这一发现为这些模型和未来的实验提供了依据 ， 这样我们就能找到更多这样的恒星 ， 并确定它们的真实数量 。 ”
研究结果将发表在《天体物理学杂志通讯》上 。

作者: PETER DOCKRILL
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