欧洲策划未来空间引力波探测任务 寻找白矮星双星周围的奇特行星 ...

发布者:年长者是也 2021-9-22 09:16 来自: 奇趣网

艺术示意图,围绕白矮星运行的一颗系外行星,白矮星周围包裹着一个残骸物质构成的盘状物

据新浪科技(晨风):欧洲正在策划一项未来的空间引力波探测任务,这或将帮助科学家们找到科幻小说(电影)《银河系漫游指南》里的那种奇特行星。

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。

恒星的生命终点

在未来大约50亿年之后,我们的太阳将会逐渐膨胀成为一颗巨大的红巨星,随后慢慢衰亡,成为一颗白矮星,这一过程中,轨道位于最内侧的水星和金星将会被摧毁,而地球的轨道将贴着这个巨大的膨胀的濒死恒星运行,命运难测,但火星和更加外侧的行星大体上可以确定将是安全的,它们将继续围绕太阳运行。

除此之外,一个行星系统的死亡将可能意味着另一个新的行星系统的新生。目前的研究显示,一个被摧毁的世界产生的大量碎屑物,比如以太阳系为例,当太阳膨胀时被摧毁的水星和金星的残骸碎屑物,最终将会围绕着恒星死亡后残留下来的白矮星运行。有一种理论认为,此后在这样的情况下,这些碎屑物将会在白矮星轨道上逐渐形成第二代的行星体,而如果这些浴火重生的行星体质量足够巨大,那么它们将可以被LISA和其他未来的引力波信号探测设备检测到。

当如果向这个系统中再多加入一颗白矮星,那么此时这颗行星的命运就将变得不再那么确定,科学家们至少已经在一个双白矮星系统周围观察到行星体残骸,这至少表明,行星是可以存在于双白矮星周围的轨道上的。

但直到LISA发射为止,科学家们无法确定围绕双白矮星系统存在行星,到底是少数情况还是常见情况,又或是介于两者之间,但如果这样的情况的确存在,那么LISA的发现将帮助科学家们改进他们关于太阳系的诞生以及死亡的相关模型,我们将会目睹一个此前一直处于未知状态的行星演化阶段,而如果这样的情况不存在,那么这同样将向研究行星系统演化的科学家们传递很多重要信息。

而如果到时候科学家们果真在双白矮星系统周围发现行星,那么这简直就像是《银河系漫游指南》里面的情节翻版。在这部小说(电影)中,有一个行星叫做Magrathea,它围绕两颗恒星运行,这两颗恒星分别名叫Soulianis和 Rahm。作者在书中描述这两颗恒星发出的光是白色的,这或许是两颗白矮星。

引力波或许并非是有关生命,宇宙和万物的终极答案。但最终,它或许将帮助我们找到行星Magrathea。

大家都在看

  • 借助元宇宙,探索星辰大海的奥秘

    借助元宇宙,探索星辰大海的奥秘 借助元宇宙探索星辰大海的奥秘。仰望星空,每一颗星都是一个独特世界吗?它们如何诞生和演化?又将走向何方?宇宙中的暗物质和暗能量是什么?又如何影响宇宙的结构和演化?太空时间和地球时间是同一个概念吗?太空存 ... 宇宙探索11-07

  • “航空”助力“航天”,携手共进探索无尽宇宙

    “航空”助力“航天”,携手共进探索无尽宇宙 10月30日,神舟十九号载人飞船成功发射。此前的29日,据神舟十九号任务发布会介绍,由中国航空工业集团成都所自主研制的昊龙货运航天飞机“昊龙一号”入围空间站低成本货物运输系统总体方案,获得工程飞行验证阶段合 ... 宇宙探索11-06

  • 太空探索的风险:宇宙辐射、极端温度、真空环境的威胁

    太空探索的风险:宇宙辐射、极端温度、真空环境的威胁 我刚下班回到家,就迫不及待地坐到书房的电脑前,想要好好聊聊关于神舟十八号的那些事儿。咱国家的航天事业发展速度那简直像火箭一样快!这神舟十八号都成功返航了,厉害啦!可看到航天员被抬出返回舱,心里又揪了一 ... 宇宙探索11-06

  • 神舟18号返回全程解析:从太空返地的每个关键步骤

    神舟18号返回全程解析:从太空返地的每个关键步骤 2024年11月4日凌晨,神舟18号载人飞船成功返回了地球,三名航天员叶光富、李聪、李广苏安全着陆在东风着陆场。这一壮丽的航天壮举,不仅代表着中国航天技术的又一次飞跃,更是一次充满挑战与惊险的太空之旅。整个返 ... 宇宙探索11-05

  • 宇宙探索与生命奥秘:从银河中心到茶杯

    宇宙探索与生命奥秘:从银河中心到茶杯 银河系中心是最混乱的区域。詹姆斯·韦伯太空望远镜以其前所未有的红外视角,在这一拥挤动荡的区域中发现了新的特征。这张图像展示的恒星形成区域被称为人马座C,距离银河系中心超大质量黑洞人马座A仅三百光年。照片 ... 宇宙探索11-05

  • 揭秘太空里发现五具浮尸是谁?

    揭秘太空里发现五具浮尸是谁? 在浩瀚的太空当中曾经发现过五具浮尸他们分别是苏联的三名宇航员格奥尔基多博罗奥夫斯基、帕克拖帕托查耶夫和弗拉季斯拉夫沃尔科夫,美国的科学家尤金舒梅克和冥王星之父克莱德威廉汤博。 苏联的联盟11号飞船在1971 ... 宇宙探索11-04

  • PandaX暗物质实验首席科学家刘江来:我们对宇宙知之甚少,探索永无止境

    PandaX暗物质实验首席科学家刘江来:我们对宇宙知之甚少,探索永无止境 【环球网科技综合报道】11月4日上午,第十二届腾讯科学WE大会在成都科幻馆成功举办。本次大会汇聚了五位世界顶级科学家,他们分别是国家最高科学技术奖获得者、中国科学院院士、南方科技大学校长、清华大学教授薛其 ... 宇宙探索11-04

  • 我国空间站大揭秘:宇宙探索的“中国力量”

    我国空间站大揭秘:宇宙探索的“中国力量” 文|乐天科技编辑|乐天科技先别急,我是今晚的导游,大家可以叫我小石头。现在就让我们仔细看看这个壮丽的工程。走进这座空间站的背后故事,它全程由我们自己独立建造,从发射到组装,再到调试,每一步都由我们独立完 ... 宇宙探索11-04

  • 你有没有想过,宇宙中竟然存在着个直径达到 2.5 亿光年的超级空洞

    你有没有想过,宇宙中竟然存在着个直径达到 2.5 亿光年的超级空洞 你有没有想过,宇宙中竟然存在着一个直径达到 2.5 亿光年的超级空洞——牧夫座空洞?这巨大的虚空,难道真如一些人猜测的那样,是两个文明战争的痕迹?别急,先点个赞,现在跟你说说!!首先,我们来看看牧夫座空洞 ... 宇宙探索11-03

  • 人工智能与宇宙探索,如何相互推动发展?

    人工智能与宇宙探索,如何相互推动发展? 当我们仰望星空,对宇宙的无尽奥秘充满好奇与渴望时,人工智能正逐渐成为我们探索宇宙的强大助力,而宇宙探索的需求也在反过来推动着人工智能的发展,二者相互交融,共同开启了人类认知的新纪元。人工智能为宇宙探索 ... 宇宙探索11-03