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双中子星碰撞出的引力波被首次发现

2017-10-17 17:15   来源:网络整理

  大众网10月17日讯 全球多国科学家16日同步举行新闻发布会,宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。

双中子星碰撞出的引力波被首次发现

  这张由加州理工学院和牛津大学提供的图片显示的是双中子星GW170817合并的射电波观测图象。新华社发

  美国东部时间8月17日8时41分(北京时间20时41分),美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)捕捉到这个引力波信号。此后2秒,美国费米太空望远镜观测到同一来源发出的伽马射线暴。

  这是人类历史上第一次使用引力波天文台和电磁波望远镜同时观测到同一个天体物理事件,标志着以多种观测方式为特点的“多信使”天文学进入一个新时代。

  “几十年来,我们一直孜孜以求准备探测双中子星合并的引力波,”美国加州理工学院LIGO数据分析小组负责人艾伦·温斯坦教授说,“那天早上,我们所有的梦想成真。”

  LIGO项目组在美国华盛顿发布这一重大发现。中国、德国、英国和法国等国科学家也各自举行新闻发布会。相关论文发表在《科学》《自然》等学术期刊上。

  引力波是由黑洞、中子星等碰撞产生的一种时空涟漪,宛如石头丢进水里产生的波纹。百年前,爱因斯坦广义相对论预言了引力波的存在,但直到2015年人类才首次探测到引力波,3名美国科学家因此获得今年的诺贝尔物理学奖。

  在8月17日的事件中,全球约70个地面及空间望远镜从红外、X射线、紫外和射电波等波段开展观测,确认引力波信号来自距地球约1.3亿光年的长蛇座内NGC4993星系。

  美国田纳西大学天体物理学教授迈克尔·吉德里告诉记者,多信使天文学结合使用多种探测手段,是引力波天文学的一个“圣杯”,“这样的探测将在天文学和天体物理的许多领域开启全新的探索途径。”

  中国紫金山天文台副研究员金志平参与的国际团队,通过对此次引力波光学信号的观测和光谱分析,首次提供确凿证据证实,中子星合并是宇宙中金银等元素的主要起源。金志平说:“这就是宇宙中的‘巨型黄金制造厂’。”

  中国南极巡天望远镜探测到首例引力波事件光学信号

  8月17日, LIGO和VIRGO(欧洲“室女座”引力波探测器)共同探测到的引力波事件GW 170817,是人类首次直接探测到由两颗中子星并合产生的引力波事件。随后的几秒之内,美国宇航局Fermi伽玛射线卫星和欧洲INTEGRAL卫星都探测到了一个极弱的短时标伽玛暴GRB 170817A。随后,全球有几十台天文设备对GW 170817开展了后随观测,确定这次的引力波事件发生在距离地球1.3亿光年之外的编号为NGC 4993的星系中。从北京时间2017年8月18日21:10,即距离引力波事件发生24小时后,中国南极巡天望远镜AST3合作团队利用正在中国南极昆仑站运行的第2台望远镜对此次引力波事件进行了有效的观测,此次观测持续到8月28日,期间获得了大量的重要数据,最终探测到了第一例来自双中子星合并的光学对应体信号。这些数据揭示了此次双中子星并合抛射出约1 %太阳质量,相当于超过3000个地球质量的物质,这些物质以0.3倍的光速被抛到星际空间,抛射过程中部分物质发生核合成,形成比铁还重的元素。因此,这次引力波光学对应体的发现,证实了双中子星并合事件是宇宙中大部分超重元素,例如金、银的起源。

双中子星碰撞出的引力波被首次发现

  中国南极巡天望远镜探测到首例引力波事件光学信号第二台南极巡天望远镜AST3-2

  据介绍,AST3-2是我国在昆仑站安装的第二台南极巡天望远镜。其有效通光口径50厘米,是南极现有最大的光学望远镜,并且完全实现了极端环境下的无人值守全自动观测。目前,AST3-2主要进行超新星巡天、系外行星搜寻、引力波光学对应体探测等天文前沿研究。

  科普:引力波与宇宙级“盲人摸象”

  新华社北京10月16日电(记者黄堃林小春)最新关于双中子星合并产生引力波的发现备受关注。许多科学家评论说,这标志着“多信使天文学”进入一个新时代。那什么是多信使天文学?打个比方,这就是宇宙级的“盲人摸象”。

  “我们常说天文学研究是‘盲人摸象’,因为宇宙太大了,要了解它太难了,一种手段往往只能了解一个方面的信息,”中国科学院国家天文台科学传播中心主任郑永春研究员说,“引力波提供了一种与以往观测方式完全不同的手段,使多信使天文学进入一个新时代。”

双中子星碰撞出的引力波被首次发现

  两颗中子星的并合会产生剧烈的爆炸,这样的事件会把重元素抛洒到太空中。图片来源:ESO/L. Calada/M. Kornmesser





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