天文學家們發現了前所未見的雙白矮星引力波源
藝術家對首次被證實的雙氦核白矮星引力波源進行的可視化。(圖片來源:M. Weiss)
天文學家探測到了兩具圍繞彼此旋轉的恆星“遺體”，它們可能產生引力波。
白矮星是像我們的太陽這樣的恆星在耗盡燃料並變成殘留的熱核後的樣子。多年來，研究人員一直預測，應該存在由白矮星組成的雙星系統，根據廣義相對論，這樣質量的兩個天體相互環繞，應該會以引力波的形式釋放能量。引力波是時空結構中的波紋或擾動。
現在，與其說發現了引力波，而不如說是發現了產生引力波的雙星系統。但是這項研究不僅會增進我們對這些系統和引力波來源的瞭解，而且對驗證將於2034年起用的儀器效率也很重要。
該儀器，LISA(空間激光干涉儀)引力波天文臺，基本上將用J2322+0509雙白矮星系統開展訓練。因為既然已經知道它們的存在，這是一個很好的測試以確保儀器能夠正確地發現它們。
“驗證雙星很重要，因為我們知道LISA在打開望遠鏡後幾周內就能看到它們”，來自俄克拉荷馬大學的這項研究的合著者Mukuemin Kilic在聲明中說，“我們目前所知到的LISA的信息來源屈指可數，發現了第一個新的驗證雙星的模型使我們遠遠超出了任何人的預期。”
在一項新的鑑定和探索雙星的研究中，哈佛大學天體物理中心(CfA)的研究人員首次發現了由兩顆白矮星(帶有氦核)組成的雙白矮星系統，這兩顆白矮星顯然是不同的恆星。這個系統被稱為J2322+0509，其軌道週期很短，只有1210秒 (將將超過20分鐘)，是迄今為止發現的第一個雙白矮星系統引力波源。
“據理論預測存在許多雙星白矮星（有氦核）”，哈佛-史密森天體物理中心（CfA）的天文學家、該論文的第一作者沃倫•布朗在報告中說“這項發現為現有模型和未來研究提供了支撐，以便我們發現更多白矮星並測算出它們的真實數量。”
在所有已發現的分離的雙星中，這個系統的軌道週期是第三短的，所以很難被探測到。“這個雙星系統不存在光度曲線”，布朗在報告中說“因此我們檢測不到光度信號”。所以他的團隊沒有用取決於光線本身的光度研究，而是採用光譜研究，即通過觀測電磁輻射（如可見光）的相互作用，來確定系統的軌道運動。
但是，報告和研究表明，他們的團隊通過理論計算發現，儘管這個系統難以被探測，但事實證明此類雙星系統是非常強的引力波源。研究人員確定：由於這個系統的位置是以地線為基準的，所以儀器可接收的信號到比同一系統旋繞方向相反的信號強2.5倍。
儘管這個雙星系統不會永遠是雙星，然而科學家們希望有一天能通過引力波探測到它。“這一對天體的軌道範圍正在縮小”，布朗說。“輻射出的引力波正在導致它們耗散能量，在六至七百萬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，也叫作簡併矮星，是大部分由簡併態物質構成的星核遺蹟。白矮星極其緻密：它的質量與太陽相當而體積同地球相等。它的微弱光度來自儲存熱能的排放；白矮星中不會發生核聚變。
已知的距離地球最近的白矮星是天狼星B，距地球約8.6光年，它是雙星天狼星中一個較小的組成部分。目前認為在離太陽最近的一百個恆星系統中有八顆是白矮星。1910年首次發現了白矮星不同尋常的微弱光度。白矮星這一名字最初在1922年被威廉·佛萊明提出。
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