[科学新闻]2023年08期科学新闻
2023-08/总第329期
对濒死恒星的模拟显示出它是如何创造出引力波的
丽莎·格罗斯曼(Lisa Grossman)
环绕濒死恒星的残骸包围层有可能在时空中抖动出“涟漪”,这与任何天文学家所见过的都不一样。
“这是一个此前从未被研究过的潜在的引力波来源。”来自美国伊利诺伊州西北大学的天体物理学家欧尔·戈特利布(Ore Gottlieb)于6月5日美国天文协会举行的新闻发布会上说道。
这些引力波有可能在LIGO(激光干涉引力波观测台)最近的运行中被捕捉到,这次运行始于5月24日。
一颗垂死的恒星可以释放出一股喷流(红色),周围是不对称的物质气泡(黄色和绿色)。研究人员认为,这种物质在时空中的运动也可能发出引力波
自从2015年LIGO首次探测到引力波以来,迄今为止所有观测到的引力波都是来自于2个致密天体的旋转死亡之舞——黑洞、中子星或者兼而有之。这些事件发散出所谓的相干性引力波。“你可以将其想象成协调演奏的乐队。”戈特利布说道。
另一种不相干的引力波被预想来自于类似超新星的恒星爆发。因为那些爆发呈球形对称,且速度相对缓慢,它们的引力波很难被LIGO探测到。它们更像单独的乐器在同一时间演奏不同的歌曲。
戈特利布和他的同事们考虑了另外一种被称为“坍缩”的恒星死亡类型。当大质量恒星坍缩成为黑洞时,它们能够喷射出接近光速行进的物质喷流。计算机对那些喷流的模拟揭示出一个物质包围层环绕着这个喷流,其中充满着炎热、搅动的气体和残骸,它们扩展成为一个非对称气泡围绕着这颗濒死的恒星,戈特利布说道。
当这个气泡不断扩展并且穿越恒星时,它或可对时空造成足够大的撞击,从而产生不相干的引力波,戈特利布和他的同事们作出推论。
LIGO和它的伙伴探测器——意大利的Virgo(室女座引力波探测器)和日本的KAGRA(神冈引力波探测器)——目前拥有1%的几率探测到包围层引力波。将来,随着探测设备不断改进,这个几率也会有所增加。
捕获到这些引力波可令天文学家洞察垂死恒星的最内部,这是其他任何方法都无法研究的,戈特利布说道。
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