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人类所有梦想成真!首次发现中子星引力波

时间:2017-10-17 9:42:27 点击:

  核心提示:10月16日晚间,美国、中国、德国、英国、法国等全球多国科学家联合宣布,人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波信号。北京时间2017年8月17日20时41分,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)...

10月16日晚间,美国、中国、德国、英国、法国等全球多国科学家联合宣布,人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波信号。

北京时间2017年8月17日20时41分,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)、意大利Virgo探测器同时捕捉到了这个引力波信号GW170817;

1.7秒钟之后,美国费米太空望远镜也观测到了同一来源发出的伽马射线暴GW170817A;

之后不到11个小时,位于智利的Swope望远镜也报告在同一位置中观测到明亮的光学源。


屡立奇功的LIGO

在此之前,人类已经四次探测到引力波,但信号都是来自双黑洞合并,而这次换成了中子星,同时也是人类第一次使用引力波天文台、电磁波望远镜同时观测到同一个天体物理事件,标志着天文学进入一个新时代。

 
双中子星并合过程中的物质抛射和喷流形成数值模拟


双中子星并合后发出短伽玛暴和巨新星辐射的示意图 

全球大约70个地面、空间望远镜从红外、X射线、紫外和射电波等波段对本次事件集中开展观测,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。

中国南极巡天望远镜AST3合作团队也利用正在中国南极昆仑站运行的第二台望远镜AST3-2,对本次事件开展了有效的观测,一直持续到8月28日,获得了大量的重要数据,并探测到此次引力波事件的光学信号。


AST3-2 8月18日观测到的引力波光学信号(红色方框内)

两颗中子星在并合前约100秒时相距400公里,每秒钟互相绕转12圈,并向外辐射引力波,之后二者越转越近,最终碰撞在一起,形成新的天体,并发出强烈的电磁辐射。

地面红外望远镜也探测到了事件中的中子俘获过程,而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,首次以确凿证据证实,中子星合并是宇宙中金、银、铂等元素的主要起源。

金志平说:“这就是宇宙中的‘巨型黄金制造厂’。”

美国加州理工学院LIGO数据分析小组负责人艾伦·温斯坦教授激动地说:“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。那天早上,我们所有的梦想成真。”

中科院紫金山天文台研究员吴雪峰同样兴奋不已:“这个结果来得太快,本以为要在2020年左右才能观测到第一例双中子星并合。”

引力波是黑洞、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,三名美国科学家因此获得了今年的诺贝尔物理学奖。

 

作者:佚名 来源:不详
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