引力波——爱因斯坦首先预测并在一个世纪后由先进的天文台最终探测到的时空中的幽灵般的涟漪——引发了天体物理学的一场革命，揭示了合并的黑洞和中子星原本隐藏的细节。现在，科学家们已经利用这些波打开了观察宇宙的另一个新窗口，为中子星的确切形状提供了新的约束。该结果将帮助研究人员继续探索理解这些奇异物体的内部运作。
到目前为止，位于华盛顿和路易斯安那州的LIGO（激光干涉引力波天文台）干涉仪和意大利的Virgo引力波天文台已经探测到11个引力波事件。在这些事件中，10个来自双黑洞的合并，一个来自两颗中子星的合并。在所有情况下，波的形式都与爱因斯坦广义相对论的预测相符。
对于双黑洞事件，经过的波持续不到一秒钟；对于合并的中子星，发射持续了约100秒。但这种快速脉冲并不是可能在宇宙中传播的唯一类型的引力波。特别是，孤立的中子星在旋转时可能会发出可探测的引力波，这些信号可能会揭示恒星地形和内部组成的重要新细节。
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中子星是恒星的遗骸，是巨型恒星以超新星形式爆炸后留下的灰烬。这种爆炸的力量压缩了即将消亡的恒星核心，将其转化为一个超密的中子球，质量略大于我们的太阳，但被挤压成直径仅为20公里左右的物体。
理论计算和观测证据都表明，中子星起源的物理极端性使它们可能成为现存最理想的球形宏观物体，仅表现出最微小的完美偏差。然而，即使是这些小的缺陷也可能产生重大后果——由于恒星晶体外壳的裂缝或恒星磁极（不一定与其旋转轴相同）处的物质吸积，表面上一个几厘米高的轻微“山峰”可能会形成。在这种情况下，中子星偏离球形将取决于其“状态方程”——衡量恒星半径、质量和超强磁场之间关系的指标。
但剑桥大学的内森·约翰逊-麦克丹尼尔说，“人们真正期望任何显著的引力[波]都来自恒星的大规模[不对称]变形，而不是小凸起或山峰”，他是 LIGO 科学合作组织的成员，研究中子星。一些轻微的不对称也是预期的，仅仅是因为中子星的自旋，类似于地球由于离心力推离轴线而形成的赤道隆起。（一些中子星旋转得如此之快，以至于其表面上的一个点的移动速度可能达到光速的十分之一。）
无论如何产生，任何摆动都会不断产生引力波，物理学家称之为“连续引力波”。它们的强度大约比迄今为止从合并中看到的引力波小100倍，而合并本身的引力波只是平坦时空的十亿万分之一（10[上标 -21]）的微小偏差。在LIGO于2016年11月至2017年8月进行的第二次观测运行中，干涉仪在整个天空中搜索了连续引力波。接下来，LIGO团队成员筛选了大约四个月的探测器时间的所有信号，滤除了代表陆地打嗝（例如小地震甚至过往卡车）的噪声引起的误报。数据分析花费了超过3000万个CPU小时——总共超过三千年。这项详尽搜索的结果于3月份在在线预印本中发表。
利用改进的数据筛选算法，该研究的作者（人数超过1000人）对中子星的椭圆度（衡量恒星偏离完美球体的程度）设定了新的独立上限。他们分析的要点是，地球附近约30,000光年内没有中子星表现出偏离完美球形的程度大于百万分之一——这些奇异物体上存在的任何山峰都必须是非常微小的丘陵。
但是，南安普顿大学的应用数学家尼尔斯·安德森（Nils Andersson）说，这项研究需要放在背景下考虑。他对已知脉冲星（发射灯塔般辐射束的快速旋转中子星）的研究已经将椭圆度的限制提高了大约1000倍，比这项研究的结果好得多，他说。即便如此，“可能存在一些不[可检测地]辐射电磁波的中子星”——它们可能太暗了，也许是因为它们具有较弱的磁场。安德森说，来自这种假设恒星的连续引力波的发射可能是天文学家看到它们的唯一途径。“这是一个难题，涉及到应力如何在恒星的弹性外壳中发展以及内部磁场如何演化……我们不知道如何解决它。”
尽管最新的搜索未能发现任何连续的引力波，但从筛选第二次观测运行数据中获得的知识可以减少未来数据集类似搜索所需的非常昂贵的计算机时间量。灵敏度的提高可能会使人们成功窥视到一片基本上未被探索的领域。印第安纳大学布卢明顿分校的查尔斯·霍洛维茨（Charles Horowitz）说：“我对这次搜索和其他有希望的全天空引力波搜索感到兴奋”，他不是LIGO或Virgo合作组织的成员。“引力波天空基本上是未知的，它可能包含可能非常非凡的发现。”
高级LIGO的[好吗？看起来他们正在为第三次运行使用“高级”]第三次观测期于4月开始，并将再次由改进的Virgo增强。最新的观测运行将持续一年，所有观测仪器的灵敏度都提高了40%，可以搜索到大约3亿光年外的双黑洞合并。
除了预期会有更多的双星合并之外，灵敏度的提高和更长的运行时间还将允许更深入地搜索连续波。“我乐观地认为，最终会发现来自旋转中子星的连续引力波，”霍洛维茨说，“这将为两者提供重要的信息。”