LIGO新任务:看奇特星星

2017-02-13 09:49 来源:科技日报  我有话说
2017-02-13 09:49:47来源:科技日报作者:责任编辑:白璐

  位于美国路易斯安那州利文斯顿的LIGO探测器

  记者 刘 霞 综合外电

  据英国《新科学家》杂志网站近日报道,在美国物理学会最近的年会上,参与激光干涉引力波天文台(LIGO)项目的科学家透露,世界上最成功的引力波探测器、已两次捕获到引力波的LIGO确定了新的观测目标——中子星、超新星等超大质量天体,希望能进一步揭开笼罩在这些庞大天体头上的“面纱”。

  引力波或很常见

  引力波是由一些宇宙中最“暴力”事件引发的时空涟漪,被认为是爱因斯坦广义相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”。

  2016年2月11日,LIGO项目科学家宣布首次直接探测到双黑洞并合产生的引力波;2016年6月15日,他们再次宣布“非常清晰”地探测到引力波的存在。科学家们认为,两次明确探测到引力波信号表明,引力波并非偶然事件,未来将有可能继续探测到中子星等其他天体在碰撞过程中产生的引力波。

  答疑解惑仍需观测

  今年1月28日,LIGO团队宣布,他们看见了两个引力波候选事件,符合预期的每月一次的频率。

  科学家们指出,如果这些事件被证明是真实的,那么LIGO将获得更多来自黑洞并合的引力波。这将进一步帮助人们回答诸如恒星如何演化以及爱因斯坦的广义相对论能否经受住考验等问题。

  美国西北大学的巴蒂尔·拉森在会议上接受《新科学家》杂志采访时表示:“回答这些问题的唯一途径是进行更多同类型的观测。”

  “聆听”中子星制造的波

  随着LIGO探测器不断升级,科学家们将能够管窥太空中的中子星、超新星以及其他巨大事件的内部,或者看到新事物。

  加拿大天体物理学研究所的普拉什·库玛说:“既然我们已经看见了双黑洞并合产生的引力波,那么,升级后的LIGO接下来最有可能发现双中子星的并合产生的引力波。”

  银河系约有10亿颗中子星,但人们仅仅观察到了其中的2500颗,引力波或许提供了一种新方式,让人们能够研究很多用望远镜无法看到的中子星的特征。

  LIGO团队近期发表了首个搜索脉冲星(脉冲星都是中子星,但中子星并非全部是脉冲星)自旋产生的引力波的结果,但被调查的200颗脉冲星,没有一颗释放出可被探测到的引力波。尽管如此,研究结果让科学家们发现很多脉冲星非常圆。LIGO团队成员、德国马克斯普朗克引力物理学研究所的埃文·戈茨在年会上表示:“有些是非常圆的天体,比地球或人类制造出的任何物体都圆。”

  脉冲星和其他中子星是非常庞大的天体,使得它们仅仅通过自旋就能持续不断地制造出引力波——如果它们不是完美的球体,那么任何微小的隆起都能制造出波。

  科学家们指出,如果我们能从双中子星系统那儿捕获到波,那么,它将帮助我们了解其神秘的内部情况。中子星的内核可能是由中子组成的超流体,这些中子簇拥得如此紧密,因而能毫无摩擦地流动。在这个超流体内部,中子能自由漂移。这些流体的运动由中子星围绕其伴星的轨道所驱动,中子星和伴星离得越近,那么内部流动越快。

  这些运动会产生驻波,人们用可见光无法观测到这些驻波,但能使用LIGO看到它们。LIGO团队成员、麻省理工学院的余杭(音译)表示,这些波正位于LIGO探测的“最佳听音位置”,提高探测器的灵敏度有望让我们看见这些波。

  希望看到超新星内部

  即使我们用普通望远镜看见的事物其实也隐藏着很多秘密。超新星背后的机制很难通过观测进行研究,因为这么巨大的爆发产生的灰尘和噪音可能让科学家们无法获得清晰的图像。在银河系,超新星爆发大约每50年出现一次。但核塌缩超新星是宇宙间能量最大的爆发,产生的引力波应该正好位于LIGO目前的探测范围内。

  科学家们希望,这些波能让我们看见超新星内部。美国橡树岭国家实验室的安东尼·梅扎卡帕说:“我们现在能借助核塌缩超新星模型预测引力波信号,但这仅仅只是开始。”

  (科技日报北京2月12日电)

[责任编辑:白璐]

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