科学家观测到中子星J0711–6830绵延不绝的连续重力波

中子星宇宙中除了黑洞外最极端的天体结构,大小约与一座城市差不多,质量却远大于整个太阳系。中子星内部也是用来检验当代物理学极限的最佳系统(黑洞内部已经超出当代物理学的理解),其重力波事件也比黑洞更吸引科学家的注意。

当两个黑洞合并释放巨大能量时,所有的电磁辐射都无法逃离黑洞的边界溢散出来,只会以重力波的形式被我们观测到。但中子星的合并(或是黑洞与中子星的合并)可以同时以电磁辐射及重力波的现象让我们看到,更加确定所观测到的现象。

中子星合并示意图。
中子星合并示意图。

两个巨大天体以接近光速互相绕行,最后合并所产生的重力波是最容易被我们观测到的来源。但只要质量分布随时间改变(重力四极矩的时变率不为零),就会有重力波产生。完美球体的自转不会产生重力波,但表面的山谷,或内部质量分布不对称,都会产生微小的重力波。相较于合并双星的瞬间重力波,这种重力波被称作"连续波",随天体自转稳定辐射。

中子星因为强大的重力使它非常接近完美球体(椭球),但其高转速和高密度使相对于自转轴的微小不对称,足以辐射出可观的重力波。虽然震幅还是远小于合并双星产生的重力波,但科学家以理论推测,中子星J0711–6830的连续波信号大小,达到重力波干涉仪LIGO和VIRGO的仪器阀值之上。

不过科学家并没有在LIGO和VIRGO的数据中看到J0711–6830的连续波。依照理论,代表中子星J0711–6830的分布非常均匀,表面的涨落幅度可能小于人类头发的宽度。

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