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双中子星的无线电和引力波信号-测试爱因斯坦广义相对论的精确时钟

双中子星的无线电和引力波信号-测试爱因斯坦广义相对论的精确时钟

2017年8月17日,天文学世界见证了一个前所未有的事件:LIGO/Virgo的合作记录了一对正在合并的中子星的振动。从伽玛射线、光学、紫外线、红外线到无线电,整个光谱中的电磁波都能观测到这一事件。宇宙第一次同时被看到和听到。

作为脉冲星观测的一部分,天文学家以前已经发现了双星,脉冲星是快速旋转的中子星。它们的大小相当于一个城市(半径约10公里);具有极强的磁场;每秒旋转1000次;并沿两极发射辐射束。当它们旋转时,这些光束可能像灯塔一样指向地球,使射电望远镜能够观察到它们。

由于其极具周期性的运动,脉冲星可以作为精确的时钟来检验爱因斯坦的广义相对论。所有的脉冲星都是中子星,反之则不然。射电望远镜已经探测到双星系统中的脉冲星和其他中子星(在一个例子中是另一个脉冲星)。鉴于双星的动态和神秘特性,来自ARC引力波发现卓越中心(OzGrav)的一组研究人员决定研究它们的形成、演化和合并,研究其潜在的不确定性。为了研究这些机制,天文学家们;观察是解开这个谜题的线索。

在这项由OzGrav博士生Debatri Chattopadhyay领导的研究中,研究小组使用了一种群体合成代码(由OzGrav联合开发),该代码生成并演化了一组孤立的双星,从而在超级计算机OzSTAR中产生了数百万个孤立的双星。人们认为每一颗中子星都是作为超新星(一种强大而明亮的恒星爆炸)中的脉冲星而诞生的,但是磁化的脉冲星,由于旋转和无线电发射的不一致,会随着时间的推移而减速。慢速脉冲星失去快速旋转运动,磁化减弱,最终死亡;然而,他们可以恢复与他们的合作明星的帮助。

在特定的条件下,来自仍在演化的伴星的物质可能会落到脉冲星上,为它的自转补充能量。这些“;僵尸pulsars”开始再次发射无线电波,快速旋转,但表面磁化强度要低得多;将解释道。

研究人员将脉冲星演化的物理原理应用于比较中,模拟了不同的双中子星系统,发现了一个最合适的模型。模型,在无线电和引力波中分析。

我们强调无线电是如何生存的。脉冲-中子星双星可能与双中子星有不同的特征,只能由引力波可测量参数来解释;将说。

这些发现为更好地理解双脉冲星的演化及其形成通道提供了依据。COMPAS编码也可以用来研究其他奇异的双星系统,比如脉冲星-黑洞或毫秒脉冲星-白矮星。

参考文献:模拟双中子星:无线电和引力波;由Debatri Chattopadhyay, Simon Stevenson, Jarrod R Hurley, Luca J Rossi, Chris Flynn, 2020年3月19日,皇家天文学会月报。

DOI: 10.1093 / mnras / staa756

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