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合并明星是快速变化的艺术家

点击量:   时间:2017-09-02 13:45:49

作者Marcus Chown希望在他们合并时窃听死星的天文学家可能会感到惊讶星星在它们聚集之前可能会变成黑洞美国和意大利正在建造巨大的仪器,以便在称为引力波的时空结构中拾取尚未被发现的涟漪这些波浪最常见的来源被认为是密集中子星的合并,当一颗恒星爆炸成超新星时,它们就会被抛在后面但是现在有两位美国物理学家声称这些合并几乎不会发生他们说天文学家应该寻找合并黑洞引起的引力波印第安纳州圣母大学的格兰特马修斯说:“我们发现,当中子星在一起旋转时,它们很可能在它们合并之前变成黑洞” “好消息是合并黑洞可能产生比引入中子星更强的引力波爆发,”马修斯说 “坏消息是没有人知道这种事件的引力波特征”加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的马修斯和詹姆斯威尔逊模拟了两颗中子星的情况,每颗恒星直径20公里,它们在一起旋转 “在过去,理论家通过假设每颗恒星经历的重力近似于牛顿引力加上'扰动'来简化情况,”马修斯说 “然而,每颗恒星附近的力量是如此之强,只有爱因斯坦的引力理论 - 广义相对论 - 才能充分描述发生的事情”当马修斯和威尔逊应用广义相对论时,他们对这两颗恒星在1到4秒之间发生的事情感到惊讶在合并之前,他们每隔几毫秒就相互轨道运行一次,他们的中心相距仅40公里 “空间在两颗恒星周围变得非常扭曲,它们的轨道速度 - 大约是光速的四分之一 - 增强了它们的质量,”马修斯说 “净效应是增加每颗恒星表面的有效重力”增加的只有10%左右,但这足以将每颗恒星粉碎成黑洞(物理评论快报,第75卷,第4161页) 然后两个黑洞合并如果威尔逊和马修斯是正确的,只有极少数的中子星 - 相对较轻的 - 在没有先成为黑洞的情况下凝聚不幸的是,黑洞合并的物理学仍然是广义相对论的一个未解之谜,因此理论家们的工作将被预测出这种事件的引力波特征但天文学家可以从这样一个事实中获益:当两个黑洞合并时,它们比两个中子星更接近,因此会经历更激烈的相互引力当恒星合并时,这将导致更强大的引力波爆发威尔逊和马修斯补充说,来自两颗中子星的引力波信号在它们变成两个黑洞的瞬间可能会突然改变 “这可能会产生新的意外信号,”马修斯说一对中子星朝着彼此的方向突然形成两个黑洞甚至可能有助于解释一个长期存在的天文谜题:神秘阵阵伽马射线的来源一阵伽马射线大约每天一次在天空的某个地方爆发 “当两个黑洞形成时,可能有加热,喷气,中微子,伽马射线 - 谁知道,