来源：Phys.org

作者：Colter J. Richardson及其团队

发布时间：2024年12月17日

在引力波天文学的前沿，科学家们最近取得了一项重要进展，成功探测到来自核心塌缩超新星（CCSN）的引力波记忆效应。这一发现不仅为验证爱因斯坦的广义相对论提供了新的证据，也为未来的天文观测开辟了新的视野。

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核心塌缩超新星是大质量恒星在燃料耗尽后发生的一种剧烈爆炸现象。当恒星的核心因重力坍缩而迅速崩溃时，会产生强烈的冲击波和引力波。研究小组通过对三维模拟数据的分析，利用线性预测滤波和匹配滤波等技术，成功探测到了引力波记忆效应。这一效应是指经过引力波后，宇宙物体之间的距离会发生永久性变化。

研究表明，来自不同质量恒星的引力波信号显示出一种缓慢上升至非零应变值的特征，这正是引力波记忆效应的典型表现。通过对信号进行噪声过滤和进一步优化，研究人员能够在距离地球约10千秒差距（约30,000光年）处检测到这些信号，并且虚警概率低于0.05%。

引力波记忆效应是广义相对论的一项重要预测，尚未得到实验证实。它源于不对称发射的中微子和非球形扩展的超新星爆炸所产生的引力辐射。与黑洞合并等其他天文事件相比，核心塌缩超新星发出的引力波幅度较小，但其频率较低，使得在低频段存在明显的记忆成分。

传统的高频探测器如LIGO对这一效应的敏感性较低，因为其响应时间通常短于记忆信号建立到最终值所需的时间。而像激光干涉空间天线（LISA）这样的未来探测器则在低频段具有更好的灵敏度，更适合探测引力波记忆效应。

这项研究不仅为理解核心塌缩超新星提供了重要数据，也为引力波天文学的发展指明了方向。通过结合电磁信号和引力波信号，科学家能够获得关于超新星内部过程的新信息，这对于完善恒星演化模型至关重要。

未来，随着探测技术的不断进步，引力波记忆效应的检测将可能成为常规观测的一部分。这将推动我们对宇宙中极端事件的理解，并可能揭示更多关于引力和时空结构的新现象。