在引力波中看我们的银河系（视频）

By Keith Cooper

 2023/9/27

Science & Astronomy

在我们银河系中一个仿真的引力波发射器的映射揭示摆在“多信使天文学”背后的承诺。

一个我们的银河系中引力波源的仿真图像。 (Image credit: NASA's Goddard Space Flight Center)

一个随银河系将出现在引力波中的仿真映射给人一种强烈的未来的天基探测器将观察什么的印象。

到目前为止，已经被基于地面探测器的三巨头------美国的激光干涉仪引力波天文台（LIGO）、意大利的处女座和日本的神冈引力波探测器已经探测到了90多个引力波事件。所有这些探测到的事件都是在遥远星系中恒星质量的黑洞和/或中子星的合并，没有发现来自我们银河系的引力波事件。

然而，我们的银河系充满了所谓的超紧凑双星，它们曾经是双星但自此以来已经演变成恒星残骸。

马里兰大学和美国宇航局戈达德太空飞行中心的塞西莉亚奇伦蒂在一份声明中说，“双系统...填充银河系，我们预计它们中许多将包含在紧密轨道中的像白矮星、中子星和黑洞一样的紧凑天体，但我们需要一个太空天文台来'听到'它们，因为它们的引力波嗡嗡作响在对地面探测器太低的频率上”。

像美国的激光干涉仪引力波天文台一样基于地球的天文台能够来探测频率在5到20000赫兹之间的引力波。在我们银河系中的超紧凑双星，随它们围绕彼此螺旋并最终合并有在毫赫兹范围内的频率。

几个天基引力波探测器正在开发中。欧洲航天局的激光干涉仪太空天线（LISA）处于最前沿，预计将在2030年代发射，而中国科学家也有两个使命概念，分别命名为天琴和太极。

齐仁提是由美国宇航局戈达德引力天体物理实验室的凯特琳则可尔则思领导的团队的一员，他们现在已经仿真了银河系中由超紧凑双发射的引力波的强度和频率。由此产生的图像显示像激光干涉仪太空天线这样的天文台将多能够在引力波中研究银河系，就像天文学家在X射线、伽马射线等中研究它一样。仿真图像显示超紧凑双集中在银河系的螺旋盘的平面上并溢出到银河系晕中。

团队成员詹姆斯伊拉托颇说， “我们的图像是对天空的全天空观望以一种特定类型的光例如可见光、红外或X射线的直接类似” ，他也在美国宇航局戈达德工作。“引力波的承诺是我们能以一种完全不同的方式观测宇宙，而这张图像真的把这一点带回家。

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迄今为止，天文学家只知道少数超紧凑双有不到一小时的轨道周期，这将把紧凑天体彼此放的足够接近来发射可探测的引力波。发现它们是困难的，因为中子星和黑洞不会发射太多的光。这就是激光干涉仪太空天线进来的地方：超致密双应该在引力波中明亮的辐射，允许激光干涉仪太空天线能够发现数以万计的双。

一个超紧凑双的轨道周期越短，它们发射的引力波的频率就越高振幅越低。如果它们真的靠近一起，两个天体之间甚至可能有一些质量传递，天文学家可以用光学、X射线和伽马射线望远镜跟进。科学家指这种电磁波和引力波观测的融合为“多信使天文学”。

仿真图像的细节六月份发表在The Astronomical Journal期刊的一篇论文中。