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    LIGO探測器不斷進化:人類或探測中子星內部

    類別:社會新聞發布人:聯迪發布時間:2017-02-13

    據英國《新科學家》雜志網站近日報道,在美國物理學會最近的年會上,參與激光干涉引力波天文臺(LIGO)項目的科學家透露,世界上最成功的引力波探測器、已兩次捕獲到引力波的LIGO確定了新的觀測目標——中子星、超新星等超大質量天體,希望能進一步揭開籠罩在這些龐大天體頭上的“面紗”。

    LIGO探測器不斷進化:人類或探測中子星內部

    ▲位于美國路易斯安那州利文斯頓的LIGO探測器

    引力波或很常見

    引力波是由一些宇宙中最“暴力”事件引發的時空漣漪,被認為是愛因斯坦廣義相對論實驗驗證中最后一塊缺失的“拼圖”。

    2016年2月11日,LIGO項目科學家宣布首次直接探測到雙黑洞并合產生的引力波;2016年6月15日,他們再次宣布“非常清晰”地探測到引力波的存在。科學家們認為,兩次明確探測到引力波信號表明,引力波并非偶然事件,未來將有可能繼續探測到中子星等其他天體在碰撞過程中產生的引力波。

    答疑解惑仍需觀測

    今年1月28日,LIGO團隊宣布,他們看見了兩個引力波候選事件,符合預期的每月一次的頻率。

    科學家們指出,如果這些事件被證明是真實的,那么LIGO將獲得更多來自黑洞并合的引力波。這將進一步幫助人們回答諸如恒星如何演化以及愛因斯坦的廣義相對論能否經受住考驗等問題。

    美國西北大學的巴蒂爾·拉森在會議上接受《新科學家》雜志采訪時表示:“回答這些問題的唯一途徑是進行更多同類型的觀測。”

    “聆聽”中子星制造的波

    隨著LIGO探測器不斷升級,科學家們將能夠管窺太空中的中子星、超新星以及其他巨大事件的內部,或者看到新事物。

    加拿大天體物理學研究所的普拉什·庫瑪說:“既然我們已經看見了雙黑洞并合產生的引力波,那么,升級后的LIGO接下來最有可能發現雙中子星的并合產生的引力波。”

    銀河系約有10億顆中子星,但人們僅僅觀察到了其中的2500顆,引力波或許提供了一種新方式,讓人們能夠研究很多用望遠鏡無法看到的中子星的特征。

    LIGO團隊近期發表了首個搜索脈沖星(脈沖星都是中子星,但中子星并非全部是脈沖星)自旋產生的引力波的結果,但被調查的200顆脈沖星,沒有一顆釋放出可被探測到的引力波。盡管如此,研究結果讓科學家們發現很多脈沖星非常圓。LIGO團隊成員、德國馬克斯普朗克引力物理學研究所的埃文·戈茨在年會上表示:“有些是非常圓的天體,比地球或人類制造出的任何物體都圓。”

    脈沖星和其他中子星是非常龐大的天體,使得它們僅僅通過自旋就能持續不斷地制造出引力波——如果它們不是完美的球體,那么任何微小的隆起都能制造出波。

    科學家們指出,如果我們能從雙中子星系統那兒捕獲到波,那么,它將幫助我們了解其神秘的內部情況。中子星的內核可能是由中子組成的超流體,這些中子簇擁得如此緊密,因而能毫無摩擦地流動。在這個超流體內部,中子能自由漂移。這些流體的運動由中子星圍繞其伴星的軌道所驅動,中子星和伴星離得越近,那么內部流動越快。

    這些運動會產生駐波,人們用可見光無法觀測到這些駐波,但能使用LIGO看到它們。LIGO團隊成員、麻省理工學院的余杭(音譯)表示,這些波正位于LIGO探測的“最佳聽音位置”,提高探測器的靈敏度有望讓我們看見這些波。

    希望看到超新星內部

    即使我們用普通望遠鏡看見的事物其實也隱藏著很多秘密。超新星背后的機制很難通過觀測進行研究,因為這么巨大的爆發產生的灰塵和噪音可能讓科學家們無法獲得清晰的圖像。在銀河系,超新星爆發大約每50年出現一次。但核塌縮超新星是宇宙間能量最大的爆發,產生的引力波應該正好位于LIGO目前的探測范圍內。

    科學家們希望,這些波能讓我們看見超新星內部。美國橡樹嶺國家實驗室的安東尼·梅扎卡帕說:“我們現在能借助核塌縮超新星模型預測引力波信號,但這僅僅只是開始。”

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