垂死恒星的"茧" 引力波的新意外来源

垂死恒星的"茧"引力波的新意外来源美国西北大学的研究人员现在提出，这些难以捉摸的信号可以在一个新颖的、意想不到的、完全未开发的领域中寻找：即将死亡的大质量恒星周围的湍流、高能碎片茧。研究人员首次利用最先进的模拟技术证明，这些茧能够发射引力波。而且，与伽马射线暴喷流不同，"茧"的引力波应该在激光干涉仪引力波天文台（LIGO）能够探测到的频段内。西北大学的奥雷-戈特利布（OreGottlieb）是这项研究的负责人，他说："到目前为止，LIGO只探测到来自双星系统的引力波，但总有一天它会探测到第一个非双星引力波源。茧是我们应该首先寻找这类来源的地方之一"。戈特利布最近在美国天文学会第242次会议的虚拟新闻发布会上介绍了这项研究。新源"不容忽视"为了进行这项研究，戈特利布和他的合作者使用了最先进的新模拟技术来模拟大质量恒星的坍缩。当大质量恒星坍缩成黑洞时，可能会产生强大的粒子外流（或喷流），其速度接近光速。戈特利布的模拟对这一过程进行了建模--从恒星坍缩成黑洞到喷流逸出。最初，他想看看黑洞周围形成的吸积盘是否会发出可探测到的引力波。但是，他的数据中不断出现一些意想不到的东西。从黑洞诞生到脱离恒星的喷射茧演化过程（色图是离轴应变振幅的对数，声音反映的是引力波频率）资料来源：OreGottlieb/CIERA/美国西北大学戈特利布说："当我计算来自黑洞附近的引力波时，我发现了另一个干扰我计算的来源--茧。我试图忽略它。但我发现它根本无法被忽视。然后我意识到茧是一个有趣的引力波源头。"当喷射流碰撞到垂死恒星的塌缩层时，喷射流周围会形成一个气泡或"茧"。茧是一个湍流的地方，热气和碎片在这里随机混合，并从喷流的各个方向膨胀。戈特利布解释说，当高能气泡从喷流中加速出来时，会扰动时空，产生引力波涟漪。戈特利布说："喷流从恒星深处开始，然后钻出恒星逃逸。这就像你在墙上钻洞一样。旋转的钻头撞到墙上，碎屑从墙上溢出。钻头为这些物质提供了能量。同样，喷流穿过恒星，使恒星的物质升温并溢出。这些碎片形成了茧的热层。"呼吁研究茧戈特利布说，如果"茧"真的会产生引力波，那么LIGO应该能够在即将进行的运行中探测到它们。研究人员通常从伽马射线暴或超新星中寻找单源引力波，但天体物理学家怀疑LIGO能否探测到这些引力波。喷流和超新星都是能量非常高的爆炸。但我们只能探测到频率较高的非对称爆炸产生的引力波。超新星是相当球形和对称的，因此球形爆炸不会改变恒星中的平衡质量分布而发射引力波。伽马射线暴持续数十秒，因此频率非常小，低于LIGO敏感的频段。垂死恒星茧的360度视图（彩色图为对数应变振幅）图片来源：OreGottlieb/CIERA/西北大学相反，戈特利布要求天体物理学家将注意力重新转移到茧上，因为茧既不对称又具有高能量。他说："我们的研究是向社会发出的行动号召，将茧视为引力波的来源。我们还知道茧会发出电磁辐射，因此它们可能是多信使事件。通过研究它们，我们可以更多地了解恒星最内部发生了什么、喷流的特性以及它们在恒星爆炸中的普遍性。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1372489.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1372489.htm

美国的激光干涉引力波天文台（LIGO）今年2月报告首次直接探测到了广义相对论预言的引力波，产生引力波的天体被认为是两个彼此靠近的

美国的激光干涉引力波天文台（LIGO）今年2月报告首次直接探测到了广义相对论预言的引力波，产生引力波的天体被认为是两个彼此靠近的黑洞。上周，一组研究人员在《PhysicalReviewLetters》上发表论文，探讨了LIGO可能探测到暗物质的可能性，而暗物质可能就是黑洞。暗物质不产生电磁波，无法直接观察到，在构成暗物质的可能天体和物质中，黑洞并不是主要的候选。如果黑洞构成了暗物质，那么它们也必须是原始黑洞——宇宙早期物质稠密的情况下形成的黑洞。当LIGO探测到两个正在合并的黑洞，科学家一开始认为这是极其幸运的事件。但黑洞的合并在宇宙中究竟是罕见还是很常见？研究人员估计黑洞的合并事件每年每吉秒差距空间内可能发生2到53次。他们认为，如果原始黑洞存在，它们在空间的分布类似暗物质，而LIGO观察到暗物质的可能性不能被立即排除。http://arstechnica.com/science/2016/05/machos-make-a-return-with-gravitational-wave-discovery/

相互毁灭：邻近星系中的双子星、黑洞和未来时空的涟漪

相互毁灭：邻近星系中的双子星、黑洞和未来时空的涟漪这些恒星围绕着一个共同的重力中心运行，一起被称为双星，位于小麦哲伦星系，距离我们的银河系仅有21万光年。这些恒星每隔三天就会互相绕行一次，是迄今为止观察到的最大的接触性恒星（接触性双星）。但是，正是它们之间相互破坏的关系引起了研究人员的兴趣。利用美国宇航局的哈勃望远镜和欧洲南方天文台（ESO）位于智利的甚大望远镜上的多单元光谱探测器（MUSE）以及其他望远镜收集的长期数据，研究人员测量了来自双星的不同光带（光谱分析）。他们发现，较小恒星的大部分外部包层已经被较大的恒星剥离。该研究的共同作者DanielPauli说："这颗双星是迄今为止观察到的质量最大的接触双星。"较小的、较亮的、较热的恒星质量是太阳的32倍，目前正在向其较大的同伴失去质量，后者的质量是我们太阳的55倍。"研究人员说，在天文演化的计划中，用不了多久，这颗小恒星就会变成黑洞，而这颗恒星的角色将被颠覆。这项研究的主要作者马修-里卡德说："较小的恒星将首先成为黑洞，在短短70万年内，要么通过一个被称为超新星的壮观爆炸，要么它可能大到坍缩成一个黑洞而不向外爆炸。在第一个黑洞开始从它的同伴那里增加质量，对它的同伴进行报复之前，它们将成为约300万年的躁动不安的邻居。"他们的发现通过比较来自处女座干涉仪和LIGO（激光干涉仪引力波观测站）的引力波观测结果与双星演化的理论模型得到了支持。"感谢引力波探测器Virgo和LIGO，在过去几年中已经探测到几十个黑洞合并，"Rickard说。"但是到目前为止，我们还没有观察到预测会塌陷成这种大小的黑洞并在时间尺度上短于或甚至与宇宙年龄大致相当的恒星。"引力波是宇宙中最剧烈和最有能量的过程所引起的时间和空间的无形"涟漪"。最强的引力波是由黑洞碰撞这样的灾难性事件产生的，这将破坏时空，从而发出宇宙涟漪，以光速向各个方向传播。这些涟漪携带着关于其起源的信息。Pauli说："仅仅过了20万年，用天文术语来说就是一瞬间，伴星也将坍缩成一个黑洞。这两颗大质量的恒星将继续围绕对方运行，每隔几天绕一圈，持续数十亿年"。根据这项研究的结果，在黑洞相撞之前我们还有一些时间。但当它们发生时，将产生引力波，在地球上可能会被探测到。慢慢地，它们将通过发射引力波失去这种轨道能量，直到它们每隔几秒钟就互相绕行一次，最终在180亿年后合并在一起，通过引力波释放巨大的能量。有这样的恒星离我们自己的星系如此之近，使研究人员能够进一步了解宇宙的情况。Rickard补充说："在离我们的银河系如此之近的地方发现这种演化途径的恒星，为我们提供了一个极好的机会，可以更多地了解这些黑洞双星是如何形成的。"这项研究已被接受在《天文学和天体物理学》杂志上发表。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357173.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357173.htm

LIGO回归：大名鼎鼎的引力波探测器重新启动并恢复运行

LIGO回归：大名鼎鼎的引力波探测器重新启动并恢复运行LIGO由两个巨大的探测器组成，这两个探测器现在都在运行并搜索宇宙。第一个LIGO探测器可以在华盛顿的汉福德找到，而第二个则位于路易斯安那州的利文斯顿。由于进行了一系列价值数百万美元的升级，这两个探测器现在都在重新开始对宇宙的观测，并提高了灵敏度。对该设施的改进应允许探测器每隔两到三天就能接收到黑洞碰撞的信号。此前，它只能每星期左右探测一次碰撞。位于路易斯安那州利文斯顿的先进LIGO引力探测器的航拍照片。图片来源：Picturellarious美国各州的LIGO探测器本应由第三个探测器加入，即位于意大利比萨附近的Virgo探测器。然而，该探测器还没有准备好投入使用，尽管他们希望在秋天之前将其启动并运行。所有这些引力波探测器的目标是探测和发现我们宇宙中的黑洞合并。科学家们希望更多地了解这些宇宙碰撞，因为它们有可能改变它们所包含的星系的一切。不仅如此，一些科学家认为，一些黑洞是时空结构本身的结点，而对这些结点的更多了解，只会有利于我们对宇宙基础的理解。由于LIGO和其他探测器得到了升级，它们能够提取关于我们宇宙中产生引力波的螺旋形物体的更重要和详细的信息。这包括像每个人如何旋转，以及它们如何具体地围绕对方旋转的信息。也许这些探测器甚至会帮助我们在某一天看到黑洞。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1362423.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1362423.htm

大质量Be恒星三重系统的发现颠覆了天体演化理论

大质量Be恒星三重系统的发现颠覆了天体演化理论利兹大学科学家的一项突破性新发现可能会改变天文学家了解宇宙中一些最大、最常见恒星的方式，研究提出，Be星是三重恒星系统的一部分，而不是以前认为的双星系统。这一发现来自盖亚卫星数据，它挑战了传统的恒星形成理论，并可能影响我们对黑洞、中子星和引力波的认识。利兹大学物理和天文学院的博士生乔纳森-多德（JonathanDodd）和勒内-奥德迈耶尔（RenéOudmaijer）教授的研究指出了一个令人感兴趣的新证据，那就是大质量Be星--直到现在人们还认为主要存在于双星中--实际上可能是"三星"。这一重大发现可能会彻底改变我们对这种天体--B星的一个子集--的认识，而B星被认为是发展有关恒星如何演化的理论的一个重要"试验台"。艺术家的印象图由一颗周围有圆盘的恒星（Be"吸血鬼"恒星；前景）和它的伴星（背景）组成，伴星的外部部分已经被剥离。资料来源：ESO/L.CalçadaBe恒星的性质Be恒星周围有一个由气体组成的特征性圆盘--类似于太阳系中的土星环。尽管Be星已经被人们认识了大约150年--意大利著名天文学家安杰洛-塞基（AngeloSecchi）于1866年首次发现了它们--但直到现在，还没有人知道它们是如何形成的。迄今为止，天文学家们的共识是，这些星盘是由Be星的快速旋转形成的，而这本身可能是由双星系统中的恒星与另一颗恒星相互作用造成的。艺术家印象中的吸血鬼恒星（左）从受害者身上吸取物质。资料来源：ESO/M.Kornmesser/S.E.deMink揭示三星系统该研究的通讯作者多德先生说："如果你看过《星球大战》，那么最好的参照物就是有两个太阳的行星。但是现在，通过分析欧洲航天局盖亚卫星的数据，科学家们说，他们已经找到了这些恒星实际上存在于三重系统中的证据--有三个天体相互作用，而不仅仅是两个。"多德先生补充说："我们观察了恒星在夜空中移动的方式，有长达10年的移动，也有短达6个月左右的移动。如果一颗恒星直线移动，我们就知道只有一颗恒星，但如果不止一颗，我们就会看到轻微的摆动，或者在最好的情况下，看到螺旋状的移动。""我们将这一方法应用于我们正在研究的两组恒星--B星和Be星--我们发现，令人困惑的是，起初看起来Be星的伴星率要低于B星。这很有趣，因为我们预计它们的伴星率会更高。"首席研究员Oudmaijer教授说："我们之所以看不到它们，可能是因为它们现在太微弱了，无法被探测到"。质量转移研究人员随后查看了另一组数据，寻找距离更远的伴星，发现在这些较大的距离上，B星和Be星的伴星率非常相似。由此，他们能够推断出，在许多情况下，第三颗恒星正在发挥作用，迫使伴星更靠近Be星--近到足以让质量从一颗转移到另一颗，并形成特征性的Be星圆盘。这也可以解释为什么我们再也看不到这些伴星了；在"吸血鬼"Be星吸走了它们大量的质量之后，它们已经变得太小太暗，无法被探测到了。这一发现可能会对天文学的其他领域产生巨大影响，包括我们对黑洞、中子星和引力波源的理解。Oudmaijer教授说："目前物理学界正在围绕引力波进行一场革命。我们对引力波的观测只有短短几年时间，我们发现这些引力波是由黑洞合并产生的。我们知道这些神秘的天体--黑洞和中子星--是存在的，但我们对成为它们的恒星却不甚了解。我们的发现为了解这些引力波源提供了线索。"他补充说："在过去的十多年里，天文学家已经发现，双星是恒星演化过程中一个非常重要的因素。我们现在更倾向于认为，它甚至比这更复杂，需要考虑三星系统。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1398699.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1398699.htm

印度政府批准在其境内建造LIGO引力波探测器

印度政府批准在其境内建造LIGO引力波探测器印度政府将花费约3.2亿美元建造LIGO-India，预计将在本世纪末进行首次观测。加州理工学院LIGO实验室的执行主任DavidReitze说："在过去的几年里，我们非常努力地将LIGO探测器带到印度。从印度政府那里获得绿灯是一个非常受欢迎的发展，它不仅会使印度受益，而且会使整个国际引力波界受益。"加州理工学院物理学教授RanaAdhikari说："作为最新的引力波探测器，LIGO-India将从一开始就拥有我们所有的最新和最好的技术，"他与Reitze和LIGO团队的其他人一起帮助领导LIGO-India的开发，并与印度科学家合作。LIGO-India是LIGO实验室（由加州理工学院和麻省理工学院运营，由美国国家科学基金会（NSF）资助）与印度的拉贾-拉曼纳先进技术中心（RRCAT）、等离子体研究所（IPR）、大学间天文学和天体物理学中心（IUCAA）以及原子能部建筑服务和房地产管理司（DCSEM）之间的合作。计划中的设施与华盛顿州汉福德和路易斯安那州利文斯顿的LIGO观测站一样，将包括一个具有4公里长臂的L形干涉仪--将建在印度马哈拉施特拉邦的昂达市附近。当LIGO-India完成后，它将加入一个全球引力波观测站网络，其中包括意大利的Virgo和日本的KAGRA。凭借其先进的引力波感应技术，LIGO-India将极大地提高科学家确定引力波源天空位置的能力。由于它在地球上相对于LIGO、Virgo和KAGRA的位置，它还将填补当前引力波网络的盲点。Adhikari说："LIGO-India将把我们对引力波事件的定位精度提高一个数量级。这将大大增强我们回答关于宇宙的基本问题的能力，包括黑洞如何形成和我们宇宙的膨胀率，以及更严格地测试爱因斯坦的广义相对论。""我非常高兴得知印度内阁批准为那里的引力波观测站提供建设资金，"NSF主任SethuramanPanchanathan说。"与像印度这样志同道合的国家合作，分享我们的价值观和愿望，不仅可以实现奇妙的发现，更重要的是可以激发人才的活力，释放各地的创新。利用美国国家科学基金会资助的LIGO合作项目开发的高科技干涉仪组件，LIGO-India将增强现有的引力波探测器网络--美国的两个LIGO探测器、意大利的Virgo和日本的KAGRA--以便更精确地确定引力波源的位置并更有力地监测其信号。这将大大促进世界各地的研究人员，他们将把光学和射电望远镜的观测结果与引力波网络的信息结合起来，对宇宙进行新的发现。"到目前为止，LIGO和Virgo已经探测到了数十次黑洞之间碰撞的巨大声响。2017年，这两个天文台还探测到中子星之间的碰撞，不仅发出了引力波，还发出了跨越电磁波谱的强大光波。由于所有三个引力波探测器（LIGO的双胞胎设施和Virgo）在2017年的事件中都在观察天空，科学家们能够缩小事件发生的天空区域。这被证明是指导光基望远镜确定壮观爆炸的精确位置的一个关键因素。基于光线的观察导致发现重元素，如黄金，是在宇宙爆炸中形成的。自那次事件后，LIGO-Virgo网络又自信地探测到了一次涉及中子星的碰撞，尽管它没有被光基望远镜看到。有了LIGO-India在天空中的眼睛，发现这些所谓的多信使事件（光和引力波是信使）会成为一项更容易的任务。LIGO-India的一些前期建设活动已经进行，如LIGO-India建筑物的设计、通往该地的道路建设以及真空室的制造和测试。该设施将由印度研究人员与LIGO团队的成员共同建造。这种国际合作已经带来了两国之间的思想交流和新关系。例如，作为加州理工学院夏季本科生研究奖学金（SURF）计划的一部分，数十名印度学生被选中与LIGO团队一起工作。此外，加州理工学院计划邀请几位来自印度的访问科学家在加州理工学院进行LIGO工作。"在国际网络中拥有遥远的第三个LIGO观测站，这得益于共同的仪器设计、调试知识、技术协调和灵敏度，将实现LIGO的一个长期目标，"LIGO汉福德观测站运营的前副主任弗雷德-拉布说，他已经为LIGO-印度项目工作了近十年。"这将改变科学的游戏规则"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1356381.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1356381.htm