引力波揭示了关于中子星的惊人秘密

该确认的引力波早在2017年继续解开物理学的全新的世界，但也继续引发更多的问题。每一次引力波的探测都带来了一个新的挑战——如何找出导致这一事件的原因。有时这比听起来更难。

现在，由哥本哈根大学的亚历杭德罗·维尼亚-戈麦斯 (Alejandro Vigna-Gomez) 领导的一个团队认为，他们发现了一种恒星死亡模型，可以帮助解释一些以前无法解释的发现——并指出一个星系的中子星比以前认为的要多得多。

在科学领域，收集似乎不符合当前科学理论的数据是很常见的。那种意想不到的数据来自激光干涉仪引力波天文台 ( LIGO ) 的第二次引力波发现。通常，LIGO 会记录两个大质量物体(例如黑洞和中子星)碰撞产生的引力波。在第二次正记录的情况下，最初记录在 2019 年，现在被称为 GW190425，数据表明来源是两颗合并的中子星，但它们出奇的大。

传统意义上的普通中子星很难“看到”。就像它们的近亲黑洞一样，它们通常只在超大质量恒星内爆后形成。然而，偶尔它们会形成脉冲星，形成一种宇宙中最明显的恒星。通常，看到双中子星系统(例如产生 GW190425 引力波信号的系统)的唯一方法是，系统中的两颗恒星中的一颗是否是脉冲星，然后与其常规中子星邻居相互作用。但是已知的双中子星系统都没有足够重的恒星来匹配 LIGO 看到的信号。

他们缺乏这样的恒星，部分原因是较大的恒星在死亡时会变成黑洞而不是中子星。然而，引力信号来自合并的巨型中子星，而不是合并的黑洞。那么是什么导致了这些大型中子星的形成，为什么它们不与脉冲星成对出现呢?

根据 Vigna-Gomez 博士的说法，答案可能在于一种称为“剥离星”的恒星。也称为氦星，这些恒星天体仅在双星系统中形成，并且它们的氢外壳被系统中的另一颗恒星驱走，留下纯氦的核心。该团队模拟了这些类型的恒星，以了解超新星爆发后它们会发生什么。这取决于两个因素：剩余核心的重量及其超新星爆炸的威力。

该团队使用恒星演化模型表明，对于氦星，一些外层的氦可以在爆炸中被吹走，从而使恒星的重量降低到不再能够成为黑洞的程度。这可能可以解释重中子星的来源，但为什么它们在有脉冲星的双星系统中没有更明显?

答案来自二元系统的标准过程——传质。通常，双星系统中的一颗恒星会在称为质量转移的过程中将一些物质损失给另一颗质量更大的恒星。在中子星系统中，这种传质有时可以将中子星旋转成脉冲星。然而，恒星的氦核越大，传质过程的可能性就越小。因此，在形成大质量中子星的系统中，它们不太可能最终形成具有脉冲星的双星系统。他们更能保持住自己的质量，而不是将其转移到他们的双星伴星上，让它像脉冲星一样发光。

来自 LIGO 的其他数据支持这一理论。似乎重中子星合并在宇宙中与质量稍轻的中子星与脉冲星的合并一样普遍。可能存在一整群大型中子星双星系统，我们通常的检测方法是看不见的。但是现在，有了 LIGO，我们至少应该能够看到它们何时合并，这是真正了解它们的又一步。

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