科学家利用无线电和引力波观测来了解中子星的不同生命阶段

科学家可以利用引力波–空间和时间结构中的涟漪–来观察双中子星系统的合并情况。通过研究中子星群，科学家可以更多地了解它们是如何形成和演变的。到目前为止，只有两个双中子星系统被引力波探测器探测到；然而，许多双中子星已经在射电天文学中被观测到。

在引力波信号中观察到的双中子星之一，称为GW190425，其质量远远超过射电天文学中观察到的典型银河系星群的质量，其综合质量是我们太阳的3.4倍。这就提出了一个问题：为什么在射电天文学中缺乏这种大质量的双中子星？为了找到答案，来自蒙纳士大学的OzGrav博士生Shanika Galaudage研究了如何结合射电和引力波观测。

双中子星的诞生、中期和死亡

射电和引力波天文学使科学家能够研究双中子星在其演化的不同阶段。无线电观测探测双中子星的生命，而引力波则研究它们生命的最后时刻。为了更好地了解这些系统，从形成到合并，科学家需要研究无线电和引力波群体之间的联系：它们的出生群体。

Shanika和她的团队利用无线电和引力波观测确定了双中子星的出生质量分布。“这两个种群都是从这些系统的出生种群演化而来的，因此，如果我们在考虑今天看到的射电和引力波种群时回顾过去，我们应该能够提取出生分布，”Shanika Galaudage说。

关键是要了解双中子星的延迟时间分布：这些系统的形成和合并之间的时间。研究人员假设，较重的双中子星系统可能是快速合并系统，这意味着它们的合并速度太快，在无线电观测中看不到，只能在引力波中看到。

GW190425和快速合并通道

该研究发现对快速合并通道的支持是温和的，表明重双中子星系统可能不需要快速合并的情况来解释射电群中缺乏观察的问题。“我们发现，与更广泛的双中子星群体相比，GW190425不是一个异类，”研究报告的共同作者、来自蒙纳士大学的Christian Adamcewicz,说。“因此，这些系统可能是罕见的，但它们不一定表明有一个单独的快速合并的群体。”

在未来的引力波探测中，研究人员可以期待观察到更多的双中子星合并。“如果未来的探测显示出无线电和引力波群体之间存在更强烈的差异，那么我们的模型就为这种大质量的双中子星在无线电群体中不常见提供了自然的解释，”研究共同作者、斯威本科技大学OzGrav博士后研究员Simon Stevenson博士补充说。