Ein unerschrockenes Team von Astrophysiker vorausgesagt, dass Gravitationswellen von Doppelneutronensternen - entscheidend für unser Verständnis von Leben und Tod aller Sterne - könnte erkannt werden durch LISA ein Weltraumteleskop der nächsten Generation.
VERBINDUNG: Zum ersten Mal gefundene Gravitationswellen
Gravitationswellen und Doppelneutronensterne
Das Team unter der Leitung von Mike Lau, Doktorand am ARC-Kompetenzzentrum für Gravitationswellenentdeckung OzGrav, präsentierte seine Ergebnisse auf dem 14. jährlichen Wissenschaftsworkshop 2020 des Australian National Institute for Theoretical Astrophysics ANITA.Das Papier vergleicht sein Team mit Paläontologen : "Wie wenn wir aus seinem Fossil etwas über einen Dinosaurier lernen, setzen wir das Leben eines Doppelsterns aus seinen Fossilien des Doppelneutronensterns zusammen."
Neutronensterne sind die heißen, extrem radioaktiven "Leichen" eines gigantischen Sterns nach einer katastrophalen Explosion namens a Supernova Ein Doppelneutronenstern besteht aus zwei Neutronensternen, die sich in einem System umkreisen und die umgebende Raumzeit stören, wie kosmische Wellen, die sich durch das Universum schlagen.
Diese Wellen werden Gravitationswellen genannt und haben in den letzten Jahren Schlagzeilen gemacht - insbesondere die Erkennung 2015 von Wellen, die von der LIGO / Virgo Collaboration erzeugt wurden. Gravitationswellen wie diese treten auf, wenn Paare von Schwarzen Löchern zu nahe beieinander liegen und zu einem verschmelzen.
Das ist unglaublich, aber Wissenschaftler müssen noch einen Weg finden, um die Gravitationswellen zu messen, die bei zwei erzeugt werden. Schwarze Löcher oder Neutronensterne haben immer noch einen relativ hohen Orbitalabstand. Ihre Wellen sind schwächer, aber sie enthalten auch wichtige Daten über das Leben von Sternen und könnten sogar die Existenz völlig neuer Phänomene in der Welt enthüllen. Milchstraße .
Biegen der Raumzeit mit binären Neutronensternen
Die neue Studie zeigt, wie die Interferometer-Weltraumantenne LISA eines Tages die Gravitationswellen eines Paares von Doppelneutronensternen aufzeichnen könnte. LISA ist ein Weltraumteleskop, das 2034 starten soll und ein wichtiger Bestandteil einer größeren Mission istdas Europäische Weltraumorganisation ESA wird führen. Die Weltraumteleskop besteht aus drei Satelliten, die von Lasern in einem Dreieck synchronisiert werden und das umkreisen Sonne .
Die Gravitationswellen drücken und dehnen die 40 Millionen Kilometer langen Laserarme des LISA-Dreiecks. In der Zwischenzeit überwacht ein hochempfindlicher Detektor die langsam oszillierenden Wellen, die LIGO und Virgo derzeit nicht erkennen können.
Das verwendete Team Computersimulationen um die Bedingungen für eine Reihe von Doppelneutronensternen wiederherzustellen und vorherzusagen, dass LISA in vier kurzen Betriebsjahren die Gravitationswellen von Dutzenden von Doppelneutronensternen in synchroner Umlaufbahn überwacht hat. Die Ergebnisse des Teams wurden im veröffentlicht. Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society .
Supernova-Explosionen treten auf Kreisbahnen von Neutronensternen formen sie sich oval elliptische Bahnen . Im Allgemeinen runden Gravitationswellenemissionen die Umlaufbahn ab - was bei Doppelneutronensternen der Fall war, die zuvor von LIGO und Virgo entdeckt wurden. LISA erkennt jedoch Doppelneutronensterne, wenn sie sich noch in großer Entfernung voneinander befinden.Astronomen können die ursprüngliche ovale Umlaufbahn betrachten.
Wie elliptisch die Umlaufbahn ist - das hängt von der Exzentrizität von der Umlaufbahn - wird Astronomen viel darüber erzählen, welche Art von Sternen die beiden waren, bevor sie zu einem System von Doppelneutronensternen wurden. Eines der interessantesten epistemischen Objekte wird aus der Entfernung zwischen ihnen stammen, die zeigen wird, wiestark wurde jeder von der Supernova "getreten", die sie erschuf.
Das Studium von Doppelsterne - Sterne, die als Paar geboren wurden - sind voller Unbekannter. Aus diesem Grund sollten Astronomen - sobald LISA in den 2030er Jahren in Betrieb ist - damit rechnen, die Aktivität von Doppelneutronensternen aufzuzeichnen, die die Geheimnisse der Sterne auf der ganzen Welt enthüllen. Galaxie .