https://www.cnbeta.com/articles/science/879169.htm在过去几年间,借助引力波信号,人类已经发现了好几对黑洞的存在,不久之后,人们也许就可以发现那些围绕双白矮星系统运行的行星,白矮星是中等质量恒星在生命终结阶段的状态,一颗从两颗恒星的演化历程中幸存下来的行星,必定是非常非常古老的,在这样的情况下,两颗主序星已然演化成为两颗白矮星,这将需要非常非常久远的时间。
但是要做到这一点,将需要未来更加先进的探测任务,比如欧洲发展中的“激光干涉空间天线”(LISA)项目。由于引力波探测器相比电磁波探测可以观察到更远的宇宙深处,LISA或许将可以检测到远在银河系之外的行星。
LISA计划在2030年代发射升空,类似这样的引力波探测器主要用于探测宇宙中致密天体对所产生的引力波信号。这样的双星系统包括双白矮星系统,类似太阳这样大小的恒星在接近死亡时,就将成为一颗白矮星,不再能够产生内部的核聚变反应,它将逐渐冷却和死去。
这类温度较低的恒星,如果使用光学手段,或者其他电磁波段的探测手段要实现探测难度比较大,而要想探测到它们身边隐匿的行星,则更像是天方夜谭,到目前为止,科学家们只在白矮星周围发现过一颗行星,还是使用的非直接观测手段。
了解有多少行星可以在白矮星周围幸存下来,对于我们了解行星系统的未来演化历程十分关键,LISA探测器将帮助科学家们做到这一点研究显示,如果这样的行星真的存在,那么LISA应该可以发现数百颗新的系外行星。
在过去30年里,天文学家们已经探测到超过4000颗系外行星,这其中真正的突破来自NASA发射的“开普勒”空间望远镜,借助“凌星法”,开普勒望远镜识别出大量的系外行星目标。所谓凌星法,就是通过精密测光,发现由于行星在视线方向上,从被观测恒星的前方经过,从而导致恒星亮度出现轻微下降,从而让科学家们反推出行星存在的技术。
而利用引力波技术对系外行星进行探测,也将是类似的方式。简单说,一对相互绕转的白矮星,其产生的引力波信号,与周围有行星围绕运行的双白矮星系统产生的引力波信号是有差异的,对这样的信号开展研究,将可以粗略估算出隐藏的第三个目标(行星体)的质量大小。
与此同时,只要距离不太远,电磁波段的探测手段则可以提供一种数据补充,尽管光学波段无法直接观测到行星体。理论上,LISA将可以检测到质量仅有50倍地球大小的系外行星。
此外,塔马尼尼也指出,单个的白矮星周围如果存在行星,也会产生引力波信号,但这样的信号太弱,并非LISA或者近期其他计划中的探测器可以检测的范围。
与电磁波段的检测不同,引力波探测器可以穿透迷雾,LISA可以穿越银河系的中心区域,检测到银河系另一侧的信号,甚至是来自周遭其他星系内部的信号,比如大小麦哲伦星云。
LISA
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