科學(xué)家利用無(wú)線電和引力波觀測(cè)來(lái)了解中子星的不同生命階段

　　據(jù)外媒報(bào)道，來(lái)自澳大利亞國(guó)立大學(xué)ARC卓越引力波發(fā)現(xiàn)中心（OzGrav）的科學(xué)家們描述了一種確定雙中子星（除黑洞外密度最大的星體）的質(zhì)量誕生分布的方法。最近發(fā)表的研究觀察了這些中子星系統(tǒng)的不同生命階段。

　　科學(xué)家可以利用引力波--空間和時(shí)間結(jié)構(gòu)中的漣漪--來(lái)觀察雙中子星系統(tǒng)的合并情況。通過(guò)研究中子星群，科學(xué)家可以更多地了解它們是如何形成和演變的。到目前為止，只有兩個(gè)雙中子星系統(tǒng)被引力波探測(cè)器探測(cè)到；然而，許多雙中子星已經(jīng)在射電天文學(xué)中被觀測(cè)到。

　　在引力波信號(hào)中觀察到的雙中子星之一，稱為GW190425，其質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)射電天文學(xué)中觀察到的典型銀河系星群的質(zhì)量，其綜合質(zhì)量是我們太陽(yáng)的3.4倍。這就提出了一個(gè)問(wèn)題：為什么在射電天文學(xué)中缺乏這種大質(zhì)量的雙中子星？為了找到答案，來(lái)自蒙納士大學(xué)的OzGrav博士生Shanika Galaudage研究了如何結(jié)合射電和引力波觀測(cè)。

　　雙中子星的誕生、中期和死亡

　　射電和引力波天文學(xué)使科學(xué)家能夠研究雙中子星在其演化的不同階段。無(wú)線電觀測(cè)探測(cè)雙中子星的生命，而引力波則研究它們生命的最后時(shí)刻。為了更好地了解這些系統(tǒng)，從形成到合并，科學(xué)家需要研究無(wú)線電和引力波群體之間的聯(lián)系：它們的出生群體。

　　Shanika和她的團(tuán)隊(duì)利用無(wú)線電和引力波觀測(cè)確定了雙中子星的出生質(zhì)量分布?！斑@兩個(gè)種群都是從這些系統(tǒng)的出生種群演化而來(lái)的，因此，如果我們?cè)诳紤]今天看到的射電和引力波種群時(shí)回顧過(guò)去，我們應(yīng)該能夠提取出生分布，”Shanika Galaudage說(shuō)。

　　關(guān)鍵是要了解雙中子星的延遲時(shí)間分布：這些系統(tǒng)的形成和合并之間的時(shí)間。研究人員假設(shè)，較重的雙中子星系統(tǒng)可能是快速合并系統(tǒng)，這意味著它們的合并速度太快，在無(wú)線電觀測(cè)中看不到，只能在引力波中看到。

　　GW190425和快速合并通道

　　該研究發(fā)現(xiàn)對(duì)快速合并通道的支持是溫和的，表明重雙中子星系統(tǒng)可能不需要快速合并的情況來(lái)解釋射電群中缺乏觀察的問(wèn)題?！拔覀儼l(fā)現(xiàn)，與更廣泛的雙中子星群體相比，GW190425不是一個(gè)異類，”研究報(bào)告的共同作者、來(lái)自蒙納士大學(xué)的Christian Adamcewicz,說(shuō)。“因此，這些系統(tǒng)可能是罕見(jiàn)的，但它們不一定表明有一個(gè)單獨(dú)的快速合并的群體?！?/p>

　　在未來(lái)的引力波探測(cè)中，研究人員可以期待觀察到更多的雙中子星合并?！叭绻磥?lái)的探測(cè)顯示出無(wú)線電和引力波群體之間存在更強(qiáng)烈的差異，那么我們的模型就為這種大質(zhì)量的雙中子星在無(wú)線電群體中不常見(jiàn)提供了自然的解釋，”研究共同作者、斯威本科技大學(xué)OzGrav博士后研究員Simon Stevenson博士補(bǔ)充說(shuō)。