乐鱼,双中子星并合：人类首次“看到”引力波

时间：2024-08-21

双中子星并合进程示企图。图片来历：NASA官网

我国第2台南极巡天千里镜 A ST3-2，在8月18日不雅测窗口期内不雅测到引力波光学旌旗灯号（红色方框内）。

慧眼千里镜示企图。

科技日报北京10月16日电（记者聂翠蓉）美国时候16日10时（北京时候16日22时），美国国度天然科学基金会召开媒体碰头会，约请美国激光干与引力波天文台（LIGO）、欧洲童贞座（Virgo）引力波探测器和世界各地70多家天文台的科学家代表，配合公布人类初次探测到来自双中子星并合的新型引力波，并“看到”此次并合事务发出的电磁旌旗灯号。

探测到中子星并合的引力波旌旗灯号和光学对应物，早在8月份就已传言四起。此次发布会确认，美国东部时候8月17日8时41分，LIGO捕获到这一引力波旌旗灯号GW170817，由距离地球1.3亿光年的长蛇座NGC4993星系内两个中子星并合发生。随后，美国国度航空航天局（NA SA）的费米伽马射线千里镜在发觉引力波旌旗灯号的NGC4993星系内，探测到一个延续时候年夜约2秒的短伽马暴（编号为GRB170817A）。随后包罗欧洲南边天文台（ESO）甚年夜千里镜、哈勃太空千里镜、钱德拉X射线天文台和阿塔卡玛年夜型毫米/亚毫米波阵列等全球数十家天文台两天内瞄准NGC4993星系，配合不雅测到了此次双中子星并合事务。

LIGO团组的科学家们比来刚因在引力波研究方面的成绩取得了2017年诺贝尔物理学奖。2015年9月14日，LIGO研究团队初次探测到引力波，并在2016年2月份对外发布了相干成果。自那今后，研究人员又连续确认了三次引力波事务，比来的一次旌旗灯号初次由LIGO和Virgo配合探测。这四次引力波旌旗灯号都是源自宇宙深处两个黑洞并合发生，不会发射电磁波，而天文学家们一向在等候另外一种情势的引力波事务——双中子星并合，由于这类并合发生的引力波会陪伴电磁波等发光旌旗灯号，从而能够被保守千里镜间接探测到。所以每次LIGO发觉引力波旌旗灯号，很多天文学家会操纵千里镜跟进不雅测，但愿成为发觉电磁波小亮点的“第一个吃螃蟹者”。

按照现有理论，黑洞或中子星与中子星并合后，最少会发生引力波、千新星、千新星射电辐射、短伽马暴和短伽马暴余晖这五类旌旗灯号，此中千新星是并合后发生的金银等放射性物资构成，其在衰变中会释放年夜量高能射电辐射，而短伽马暴和包罗X射线、射电等多波段辐射在内的短伽马暴余晖，则是由另外一部门物资在黑洞四周构成的“黑洞—吸积盘”系统，与星际物资彼此感化构成。

中国南极巡天千里镜

探测到引力波首例光学旌旗灯号

科技日报南京10月16日电（记者张晔）中国科学院南京紫金山天文台16日22时发布严重动静称：中国南极巡天千里镜追踪探测到引力波事务的首例光学旌旗灯号，并证明双中子星并合事务是宇宙中年夜部门超重元素（金、银）的发源地。

自北京时候2017年8月18日21时10分起（即距离引力波事务产生24小时后），中国南极巡天千里镜A ST3合作团队操纵正在中国南极昆仑站运转的第2台千里镜A ST3-2对GW170817展开了有用的不雅测，此次不雅测延续到8月28日，时代取得了年夜量的主要数据，并探测到此次引力波事务的光学旌旗灯号。这些数据揭露了此次双中子星并合抛射出约1％太阳质量（跨越3000个地球质量）的物资，这些物资以0.3倍的光速被抛到星际空间，抛射进程中部门物资核合成，构成比铁还重的元素。是以，此次引力波的发觉，证明了双中子星并合事务是宇宙中年夜部门超重元素（金、银）的发源地。而曩昔，我们仅晓得宇宙年夜爆炸发生了氢、氦等元素，年夜质量恒星迸发发生铁等元素，而对其他重铁元素事实是怎样来的则全无所闻，这也就意味着我们人类在探测未知世界的路上更近了一步。

中国科学院紫金山天文台研究员吴雪峰暗示，A ST3-2在南极地域不雅测双中子星并合发生的引力波事务有极年夜的便当，不但地面干扰较小，且持续不雅测时候更长。而在南极地域的所有天文千里镜中，唯一����APP我国A ST3-2不雅测到引力波事务的光学旌旗灯号，其他均未不雅测到。

A ST3-2是我国在昆仑站安装的第二台南极巡天千里镜。其有用通光口径50厘米，是南极现有最年夜的光学千里镜，而且完全实现了极端情况下的无人值守全主动不雅测。今朝，AS T3-2首要进行超新星巡天、系外行星搜索、引力波光学对应体探测等天文研究。

中国慧眼千里镜

介入监测引力波电磁对应体

科技日报北京10月16日电（记者李年夜庆）我国第一颗空间X射线天文卫星——慧眼HXMT千里镜，在双中子星并合发生引力波事务产生时成功监测了引力波源地点的天区。对其伽马射线电磁对应体（简称引力波闪）在高能区（MeV，百万电子伏特）的辐射性质给出了严酷的限制，为周全理解该引力波事务和引力波闪的物理机建造出了主要进献。

由于该引力波事务具有极其主要的意义，天文学家利用了年夜量的地面和空间千里镜进行不雅测，构成了一场天文学汗青上极其罕有的全球范围的结合不雅测。但是，引力波事务产生时唯一4台X射线和伽马射线千里镜成功监测到迸发天区，慧眼千里镜即是此中之一。

在这些千里镜中，慧眼在0.2—5MeV能区的探测领受面积最年夜、时候分辩率最好，是以对引力波闪（即编号为GRB170817A的伽马射线暴）的MeV能区的伽马射线辐射的探测能力最强。固然此前人们遍及估计像本次事务如许近距离（40Mpc，约1.3亿光年）的双中子星并合发生的引力波闪将极其敞亮，但本次引力波事务发生的引力波闪出人意料地暗弱，特殊是在MeV能区的辐射十分微弱，致使没无望远镜（包罗慧眼在内）在这个能区探测到引力波闪。慧眼千里镜凭仗壮大的探测机能，对该引力波闪在MeV能区的辐射性质给出了严酷的上限。

值得留意的是，慧眼千里镜原本的设想方针是探测黑洞和中子星等银河系内的X射线天体，研究极端引力场前提下的物理纪律。项目组经由过程对慧眼千里镜辅助探测器的立异性利用，取得了额外的探测伽马暴和引力波电磁对应体的能力，使其成为国际上正在运转的最主要的伽马射线暴监测装备之一，年夜年夜扩大了千里镜的科学产出。

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