新研究提出了创新的方法来分析宇宙中最密集的恒星系统

在最近发表的一项研究中，由莫纳什大学ARC引力波发现卓越中心(OzGrav)领导的一组研究人员提出了一种创新的方法来分析中子星合并产生的引力波，其中两个恒星按类型进行区分(而不是质量)，具体取决于它们旋转的速度。

中子星是密度极高的恒星物体，是在巨型星体爆炸并死亡时形成的—在爆炸中，它们的核心坍塌，质子和电子相互融合形成残余的中子星。

2017年，LIGO和处女座引力波探测器首次观测到两个中子星GW170817的合并。这次合并是众所周知的，因为科学家还能够看到由它产生的光：高能伽马射线，可见光和微波。从那时起，每天平均发表三本有关GW170817的科学研究。

今年1月，LIGO和处女座的合作宣布了第二次中子星合并事件，称为GW190425。尽管未检测到光，但此事件特别有趣，因为两个正在合并的中子星比GW170817以及银河系中先前已知的双中子星要重得多。

科学家利用引力波信号(时空结构中的波纹)探测中子星对并测量其质量。这对中较重的中子星被称为“初生”。较轻的是“中学”。

双星中子星系统的循环慢速标记方案

双星中子星系统通常以两个普通恒星开始，每个恒星的质量大约是太阳的十到二十倍。当这些大质量恒星老化并耗尽“燃料”时，它们的生命会以超新星爆炸的形式结束，从而留下紧密的残余或中子星。每个残余中子星的重量约为太阳质量的1.4倍，但直径仅为25公里。

长子诞生的中子星通常会经历“回收”过程：它从配对星中积累物质，然后开始更快地旋转。第二颗中子星不会积聚物质。它的旋转速度也会迅速降低。预计到两颗中子星合并(数亿到数十亿年后)时，再生中子星可能仍在快速旋转，而另一颗未再生中子星则可能在缓慢旋转。

双星中子星系统可能形成的另一种方式是通过不断改变稠密恒星团中的相互作用。在这种情况下，两个不相关的中子星各自或在其他独立的恒星系统中会合，配对并最终由于它们的引力波像一对幸福的夫妻一样合并。但是，目前对恒星团的建模表明这种情况在合并中子星方面无效。

OzGrav博士后研究员，该研究的主要作者朱星江说：“提出双星中子星系统的循环慢速标记方案的动机是双重的。首先，这是中子星合并所期望的通用功能。第二，将两个中子星分别标为初次和次级可能是不够的，因为它们最有可能具有相似的质量，而且很难说哪一个重。

OzGrav的最新研究通过采用循环慢速方案对GW170817和GW190425进行了新的研究。结果发现，GW170817中的回收中子星仅在缓慢旋转，甚至在缓慢旋转，而GW190425的中子星则在快速旋转，可能每15毫秒旋转一次。还发现，两个合并事件都可能包含两个质量几乎相等的中子星。由于GW170817几乎没有或没有自旋的证据，并且中子星随时间旋转，因此研究人员推论，这种双星可能需要数十亿年的时间才能合并。这与它的称为NGC 4993的宿主星系的观测非常吻合，在过去的数十亿年中几乎没有恒星形成活动。