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快看,引力波可以探測系外行星!

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在《自然天文學》上的新研究論文中,來自波茨坦的馬克斯普朗克重力物理學研究所(愛因斯坦研究所/AEI)和巴黎薩克利的法國替代能源和原子能委員會(CEA)的研究人員提出了計劃中的天基重力儀Lisa離子波天文臺,可以探測銀河系各部分和附近麥哲倫雲中圍繞白矮星執行的系外行星,這種新方法將克服當前電磁探測技術的一些侷限性,並可能使Lisa能夠探測質量高達50個地球的行星。

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在過去的20年裡,有關係外行星的知識顯著增加,超過4000顆行星被發現繞著各種恆星執行,到目前為止,用來發現和描述這些系統的技術是基於電磁輻射的,並且僅限於太陽和星系的某些部分附近,波茨坦AEI的研究員尼古拉斯·塔馬尼尼博士和他的同事,CEA/SACLAY(巴黎)的研究員卡米拉·丹尼爾斯基博士演示了引力波天文學如何克服這些侷限性,科學家們提出了一種利用引力波尋找繞雙星執行的系外行星的方法。

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白矮星是非常古老的恆星碎片,它們曾經類似於太陽,麗莎將測量數千顆白矮星雙星的引力波,當一顆行星圍繞這樣一對白矮星執行時,觀測到的引力波模式將不同於沒有行星的雙星,重力波形的這種特徵性變化將使我們能夠發現系外行星,新方法利用多普勒頻移調製行星對白矮星的引力波訊號,這項技術是引力波模擬徑向速度法,是利用標準電磁望遠鏡尋找系外行星的著名技術。

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然而,引力波的優點是不受恆星活動的影響,從而阻礙了電磁發現,Tamanini和Danielski在一篇新的研究論文中展示了即將到來的ESA任務Lisa(空間天線的鐳射干擾),該任務計劃於2034年發射,能夠探測整個銀河系中白矮星雙星周圍木星質量的系外行星,克服了距離li電磁望遠鏡的模仿,此外,麗莎還可能探測到附近星系中的系外行星,這可能導致第一顆系外行星的發現,麗莎將瞄準一個尚未被完全探測到地外行星種群。

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從理論上講,沒有什麼能阻止外行星圍繞緻密的雙星白矮星存在,如果這些系統存在並被LISA發現,科學家們將獲得新的資料來進一步發展行星進化理論,我們將更好地瞭解行星在恆星紅巨星階段生存的條件,我們將測試第二代行星的存在,即紅巨星階段之後形成的行星,另一方面,如果麗莎沒有探測到圍繞白矮星雙星執行的系外行星,科學家將能夠了解銀河系行星演化的最後階段。