从太阳的后裔双白矮星探寻引力波（上）

　　天体物理学家广泛地研究了恒星的演变过程，他们预测宇宙中的白矮双星数量不在少数，仅在我们的银河系中，估计的不接双星数量有大约2.5亿个，而相互缠绕的双星数量有大约1000万个。LISA探测器的灵敏性达到了能探测到数千个双星系的程度，从数百万个双星系发出的引力波特别传送到LISA探测器低频率的范围。
　　LISA接收了各类信号，被汇集起来的信号形成＂杂七杂八＂或未经筛选的背景源，很像在某个人声嘈杂的晚会，每个参加晚会的人都在低声或高声地说话，人们可能听得见周围的人所谈论的事情，但难以辨别较远的人群谈话的内容，所有参加晚会的人的谈话声汇合成了稳定的＂背景噪音＂，人们很难分辨每位晚会嘉宾发出的声音。
　　如何从各种类型的噪音中分辨引力波的信号？探测器自身产生了热力学意义的噪音，而LISA一类探测器的灵敏度直接依赖于引力波进入的方向，但宇宙中的双星系不是均匀地分布在太空的各个区域。在一个晴朗的夜空，当不由自主地仰望星空时，人们可以看到＂星星点灯＂的布置方式并不均衡，当天空足够黑暗时，人们可以看到一条昏暗的带状物，它是我们的星系家园——银河系的居所，恒星在条带上的分布密度要比在条带以外的区域多了很多，作为星空仰望者的人类其实居住在银河系的一个条带。
　　银河系是人类在其中生养休息的巨大星系，人类的技术文明达到了引力波探测的水平，人类的科学文明取得了个了不起的成就。太阳系只是银河系的一个＂小布点＂，人们实际上无法预测在未来的数千、数万、数十万年，人类能否走出太阳系和银河系。通过对仙女座星系的观察，天文学家可以判断银河系的外形和结构，通过引力波的探测了解黑洞的合并，了解超新星的爆发和宇宙的诞生。
　　人们在夜晚的星空看到了银河系的条带，这反映了一个基本事实，太阳和地球实际上处在一个巨大螺旋形的银河系之内，无论何时何地，当观测银河系的圆盘区域时，人们都看到了更多的恒星，当观测远离银河系的圆盘区域时，人们只看到了更少的恒星。同样，在银河系双星背景下的白矮星在太空的分布不是均匀一致，它们集中地分布在银河系的圆盘区域。
　　eLISA围绕太阳绕转，它将尾随我们地球的公转轨迹，它的方向不停地变化，好像所有其它类型的引力波探测器，方向上的适时调整十分重要，在一个给定的方向上，能够接收引力波信号的LISA拥有更高的灵敏性，在其它给定的方向上，LISA的灵敏性更低。在信号接收方向持续的变化中，可能出现某种时刻，LISA的灵敏性达到了极值，对准引力波的传播方向的探测最有可能发现引力波，在银河系不同区域发现白矮双星的机会也最多。
　　LISA探测器的灵敏性与信号的接收方向直接相关，它有的时候灵敏性高；有的时候灵敏性低，或从背景双星系接收的信号会导致更强的噪音，或会导致更弱的噪音，而噪音模式的特征是一项关键性的指标，研究人员从中分辨出白矮星的噪声背景，什么是其它类型的噪声？诸如：从探测器自身发出的噪声。从白矮双星背景发出的引力波将告诉人们什么是有价值的信息，首先，研究人员以此能够绘制一幅准确的三维＂地图＂，图谱能反映银河系白矮双星的总体分布，其中暗示了银河系内总的恒星分布。
　　其次，对恒星分布的普查将包含有科学价值的信息，为恒星演变提供了重要线索。白矮双星在宇宙的分布规律如何？结合双星和不结合双星的比率有多大？比率的大小是否与人们对双星系形成方式的理解保持一致？。从白矮双星的演变探测引力波，反之，引力波探测为白矮双星研究开拓了新的途径，好像LIGO国际合作团队在引力波的发现中做到的一样。不仅可以探测双黑洞引力波，而且可以探测双白矮星引力波。
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