观察者网

人类首次发现双中子星碰撞出的引力波,中国做出重要贡献

2017-10-16 22:24:42

惊动了全世界的预告终于等来答案,果然是“新型引力波”。

据新华社消息,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。

美国激光干涉引力波天文台(LIGO)的工作人员(来源LIGO)

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·吉德里告诉新华社记者,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’。”

“慧眼”硬X射线调制望远镜(来源:国家空间科学中心

新闻链接

天文台“卖关子”:周一晚10点泄露什么天机?

据科技日报此前报道,这两天,国内外天文圈不约而同地卖起关子——纷纷声称要有大事宣布,却又个个神秘兮兮、守口如瓶。

在国外,美国国家科学基金会将在北京时间16日22时举行发布会,介绍美国激光干涉引力波天文台(LIGO)和欧洲处女座(Virgo)引力波探测器及其全球合作伙伴的新发现。同日,欧洲南方天文台将宣布“一个先前从未观测到的天文现象的开创性发现”。

在国内,清华大学LIGO科学合作组织工作组将在北京时间10月17日发布最新引力波探测和研究成果。据悉,国内其他相关研究机构也将有所动作。

如此步调一致,看来真的要搞大新闻!虽然目前无法得知到底是何重大发现,但梳理天文圈近期动态,却可推测一二。

从几家科研机构透露的信息来看,这次发现应与引力波相关。

既然如此,不妨梳理一下这两年关于引力波的大事件:从2015年9月到今年1月,LIGO曾先后3次单独探测到引力波。今年8月,LIGO和Virgo共同探测到引力波。这4次引力波信号均来自双黑洞并合。刚刚过去的10月3日,3名科学家凭借为LIGO探测器建设和发现引力波所作贡献一举夺得2017年诺贝尔物理学奖。

再细细回顾,引人注目的大事件之间,还有一段“小插曲”。

8月18日,美国德克萨斯大学奥斯汀分校天文学家克雷格·维勒在推特发文称:“LIGO惊人新发现,伴有光学对应体。超乎想象!”1小时后,华盛顿大学天文学家皮特·尤西姆在推特透露更多细节:LIGO观测到星系NGC4993内的引力波信号,由两个中子星并合产生,距离地球1.3亿光年。

两个天文学家的爆料让天文圈骚动起来。因为如果真如他们所言,意味着LIGO发现了新的引力波!

“这样的探测将标志着天文学步入新时代。”《自然》官网8月发表分析文章称,与此前发现的引力波信号相比,双中子星并合产生的引力波具有不同的特征:双黑洞并合产生的引力波非常短暂,一般持续1秒甚至更短;但双中子星并合产生的引力波可以持续1分钟之久。

“更长的引力波信号时长允许科学家对爱因斯坦的广义相对论进行更为精确的检验。”《自然》官网称。

除此之外,双中子星并合产生的引力波,不仅可以作为宇宙的涟漪被LIGO这样的探测设备“听”到,同时该并合事件还可以被传统天文望远镜“看”到。

“因为黑洞是能量结构,碰撞后不会产生电磁信号,而中子星作为物质结构,碰撞后可以同时带来电磁信号爆发。”中科院国家天文台研究员张承民接受科技日报记者采访时说。

这就是为什么,两位科学家爆料后,世界各地的天文望远镜纷纷向星系NGC4993的方向望去,其中包括美国国家航空航天局(NASA)的哈勃太空望远镜、欧洲南方天文台的甚大望远镜以及阿塔卡玛大型毫米波/亚毫米波阵列等。《自然》官网报道称,今年8月,NASA的费米伽马射线太空望远镜就从与星系NGC4993相同的方向观测到伽马射线暴事件。

以上线索,与目前国内外多家机构同时紧锣密鼓准备发布会的状态也十分契合。但到底是不是发现了双中子星并合产生的引力波信号,我们拭目以待!

分享到
来源:新华社 | 责任编辑:隆洋
专题 > 科技前沿
科技前沿
网友推荐最新闻
切换网页版
下载观察者App
tocomment gotop