球狀星團幾十對雙星被LISA探測到

歷史上首次探測到來自銀河系外的黑洞的引力波，打開了一個了解宇宙的新窗口。在2015年9月14日的觀測之後，一連串的探測——四個更多的雙黑洞和一對中子星。現在，正在建造另一個探測器來打開這扇更大的窗戶。這一名為LISA的新一代天文台預計將於2034年進入太空，它將對比地球激光干涉引力波天文台(LIGO)探測到的更低頻率的引力波敏感。美國西北大學的一項新研究預測，在銀河系球狀星團中，有幾十個雙星(軌道緊湊的物體)將被LISA探測到(激光干涉太空天線)。

對一對軌道緊湊天體引力波發射的可視化圖。美國西北大學的一項新研究報告稱，即將到來的天基引力波天文台LISA將能夠在銀河系觀測到數百個這樣的雙星系統，其中包括大約50個球狀星團中的雙星。圖片：NASA

這些雙星來源將包含所有的黑洞，中子星和白矮星的組合。從這些恆星密集的星團中形成的雙星將會有許多不同的特徵，從那些孤立形成的雙星，遠離其他恆星。這項研究是第一個使用現實的球狀星團模型來詳細預測麗莎的來源。5月11日《物理評論快報》刊登了「LISA來源的牛奶狀球狀星團」。麗莎銀河系敏感系統和將擴大重力波頻譜的寬度，探索不同類型的對象不可見LIGO。

在銀河系中，迄今為止已經觀察到150個球狀星團。西北大學的研究小組預測，每三個集群中就有一個會產生麗薩資源。該研究還預測，在我們鄰近的仙女座星系裡，LISA會發現大約8個黑洞雙星，而在附近的室女座則會發現另外80個。在LIGO首次探測到引力波之前，在美國正在建造雙探測器，世界各地的天體物理學家們幾十年來一直在理論預測LIGO會觀測到的天體物理現象。這是西北大學的理論天體物理學家在這項新研究中所做的，但這次是由歐洲航天局在NASA的貢獻下建造的LISA。

銀河系包含大約150個觀察到的球狀星團，如上圖所示的M30，由哈勃太空望遠鏡成像。球狀星團是密集的環境，包含數百萬顆恆星緊密地聚集在一起。圖片：ESA/Hubble

CIERA副主任、該研究的作者Shane L. Larson說：我們在計算機模擬和分析的同時，我們的同事正在彎曲金屬和建造宇宙飛船，所以當LISA最終飛起來的時候，我們都準備好了。這項研究幫助我們理解了LISA數據中包含的科學內容。球狀星團是由成千上萬顆恆星組成的球狀結構。星系團是銀河系中最古老的恆星群，是緊湊的物體雙星高效工廠。西北大學的研究團隊在開展這項研究方面有很多優勢。

在過去的20年里，Frederic a . Rasio和他的團隊開發出了一種強大的計算工具——世界上最好的計算工具之一——現實地模擬球狀星團。Rasio是西北大學物理與天文系的約瑟夫·卡明斯教授，他是這項研究的資深作者。研究人員使用了一百多種完全進化的球狀星團模型，它們的性質與銀河系中觀測到的球狀星團相似。這些模型都是在CIERA創建的，它們都是在西北的超級計算機集群上運行的。這個強大的資源可以在幾天內發展出球狀星團 120億年的生命。

博科園-科學科普｜參考期刊：物理評論快報｜來自：美國西北大學

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！