中子星「山脈」所產重力波，LIGO展開追尋

像木衛二（Europa）或土衛二（Enceladus）這類太陽系的衛星，在深海上方有著薄薄的地殼；而水星則是在巨大的金屬核心上覆蓋著一層薄殼。薄片可能會以一些普遍的方式產生皺褶。木衛二有線狀特徵，土衛二有「虎紋」，水星則有瓣狀斷崖。中子星或許也有類似的特徵。最新研究指出，這些中子星上的「山脈」，可能會產生可被探測到的時空振盪，也就是所謂的重力波。

（圖：科學新聞網提供的藝術家所繪中子星想像圖）

中子星的密度比鉛高出一兆倍，其表面特徵大多仍是未知之數。

核理論學家探究了在我們太陽系的衛星和行星上，活躍的造山機制。

其中一些機制顯示，中子星很可能存在「山脈」。

中子星上的「山脈」，其質量會比地球上任何一座山都要大得多，光是這些「山脈」的重力，就有可能產生重力波。

雷射干涉重力波天文臺（Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory，簡稱LIGO）目前正在搜尋這些訊號。

印地安那大學的核天文物理學家豪爾赫·莫拉萊斯（Jorge Morales）和查爾斯·霍洛維茨教授（Charles Horowitz）表示：「這些重力波非常微弱，唯有透過非常精密且靈敏的搜尋，仔細調整到預測的頻率和其他訊號特性，才有可能探測到。」

「首次探測到連續性的重力波，將為宇宙開啟一扇新的窗戶，並提供有關中子星的獨特資訊，中子星可是除了黑洞之外密度最高的天體。」

「這些訊號也可能為自然基本定律提供精密的測試。」

研究作者們考量了中子星「山脈」與太陽系天體表面特徵之間的相似性。

他們指出：「中子星和某些衛星，像是木星的衛星木衛二或土星的衛星土衛二，都在深海上方有著薄殼；而水星則是在巨大的金屬核心上有薄殼。薄片可能會以普遍的方式產生皺褶。」

「木衛二有線狀特徵，土衛二有類似老虎的條紋，水星則有彎曲的階梯狀結構。」

「帶有『山脈』的中子星，可能也有類似的表面特徵，透過觀測連續性的重力波訊號，或許能發現它們。」

「地球最內層的核心是各向異性的，其剪下模量會因方向而異。」

「如果中子星的殼層物質也是各向異性的，就會產生類似山脈的形變，而且隨著中子星自轉加快，其高度也會增加。」

「這樣的表面特徵，或許能解釋所觀測到的中子星最大自轉速度，以及被稱為毫秒脈衝星的發射無線電的中子星可能存在的最小形變。」

研究團隊的論文發表在《物理評論D》（Physical Review D）期刊上。

論文出處：J.A. Morales & C.J. Horowitz. 2024. Anisotropic neutron star crust, solar system mountains, and gravitational waves. Phys. Rev. D 110, 044016; doi: 10.1103/PhysRevD.110.044016