北京时间2017年10月16日,全球多国科学家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。
并合瞬间几秒演示动画 视频截图
啥叫引力波?
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2017年的诺贝尔物理学奖。
探测引力波电磁对应体对研究引力波事件、宇宙学以及基础物理具有不可替代的决定性作用,因此,人们普遍认为引力波研究的下一个里程碑是发现引力波事件产生的电磁辐射。
自从2015年9月14日LIGO首先发现双黑洞并合产生的引力波事件以来,已经探测到4例引力波事件,包括这次宣布的LIGO和Virgo联合探测的双中子星并合引力波事件。
LIGO实验室 资料图
LIGO宣布发现新引力波
中国慧眼卫星做重要贡献
记者从中国科学院高能物理所获悉,我国第一颗空间X射线天文卫星——慧眼HXMT望远镜(以下简称“慧眼”望远镜)对此次引力波事件发生进行了成功监测,为全面理解该引力波事件和引力波闪的物理机制做出了重要贡献,不仅以合作组形式加入了报告本次历史性发现的论文(即发现论文),而且在论文的正文部分报告了观测结果。该论文于10月16日正式发表。
我国第一颗空间X射线天文卫星——慧眼HXMT望远镜,于2017年6月15日在酒泉卫星发射中心采用长征四号乙运载火箭发射。
引力波示意图
据中科院高能物理研究所熊少林研究员介绍:“‘慧眼’望远镜在引力波事件发生时成功监测了引力波源所在的天区,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格的限制,相关探测结果发表在报告此次历史性发现的研究论文中。”
熊少林说:“本次发现的引力波事件跟以往发现的双黑洞并合不同,它由两颗中子星并合产生。理论预言双中子星并合不仅能产生引力波,而且能产生电磁波,即引力波电磁对应体,因此本次探测到引力波以及电磁对应体是天文学家期待已久的重大发现,在天文学以及物理学发展史上具有划时代的意义,正式开启了多信使引力波天文学时代。”
慧眼HXMT望远镜卫星
此次引力波事件具有极为重要的意义,天文学家使用了大量的地面和空间望远镜进行观测,形成了一场天文学历史上极为罕见的全球规模的联合观测。然而,引力波事件发生时仅有4台X射线和伽马射线望远镜成功监测到爆发天区,中国的“慧眼”望远镜便是其中之一。
“在这些望远镜中,‘慧眼’在0.2-5 MeV能区的探测接收面积最大、时间分辨率最好,因此对引力波闪的百万电子伏特(MeV)能区的伽马射线辐射的探测能力最强。” 熊少林说,“虽然此前人们普遍预计像本次事件这样近距离(约1.3亿光年)的双中子星并合产生的引力波闪将极为明亮,但本次引力波事件产生的引力波闪出乎意料的暗弱,特别是在MeV能区的辐射十分微弱,导致没有望远镜(包括慧眼在内)在这个能区探测到引力波闪。慧眼望远镜凭借强大的探测性能,对该引力波闪在MeV能区的辐射性质给出了严格的上限。”
双中子星并合的艺术想象。窄束代表着伽马暴,而扭曲的时空网格标志着由并合产生的各向同性的引力波。旋转的物质团块是从并合的双星中抛射出的物质,可能导致了较低能量的电磁信号源。 美国国家科学基金会/LIGO/索诺马州立大学/A. Simonnet 图
据悉,除了参与历史性的核心发现论文,慧眼望远镜的详细分析结果以独立论文的形式已于10月16日同步发表在《中国科学:物理学力学天文学》杂志英文版的网页版。
值得注意的是,“慧眼”望远镜本来的设计目标是探测黑洞和中子星等银河系内的X射线天体,研究极端引力场条件下的物理规律。项目组通过对慧眼望远镜辅助探测器的创新性使用,获得了额外的探测伽马暴及引力波电磁对应体的能力,使其成为国际上正在运行的最重要的伽马射线暴监测设备之一,大大扩展了望远镜的科学产出。
“慧眼”卫星由国家国防科技工业局和中国科学院联合资助建造,于2017年6月15日从酒泉卫星发射中心成功发射升空,开始为期5个月的试运行。中科院高能物理研究所(粒子天体物理重点实验室)负责望远镜观测运行以及数据处理。参与本次引力波事件观测时,慧眼望远镜刚刚试运行2个月。试运行结束后慧眼望远镜将开始正式的科学观测,同时继续监测研究引力波闪。
此外,在LIGO合作组2016年宣布探测到引力波之后,发现引力波事件的电磁对应体便成为最重要的天体物理问题之一。在慧眼望远镜的技术基础之上,中国科学院高能物理研究所提出了专门探测引力波闪的引力波高能电磁对应体全天监测器项目(GECAM),并将其命名为“闪电”。
“闪电”采用针对性优化设计,不仅能够同时监测全天随机爆发的引力波闪,而且具有更低的探测阈值、更高的监测灵敏度以及更好的定位能力,对引力波闪的综合探测性能远超现有望远镜。
熊少林说:“目前,在中国科学院前沿科学重点研究计划的支持下, “闪电”项目的关键技术攻关以及方案设计的大部分工作已经完成。如果立即立项,可以在2020年前发射升空,从而赶上与最佳灵敏度的LIGO和Virgo等引力波探测器进行联合观测,并与“慧眼”望远镜联合获得宽能区范围内引力波闪的性质,实现最大的科学产出,使我国在引力波电磁对应体的探测研究上达到国际领先水平。”
这是人类首次“看到”引力波事件!
这次全人类的引力波盛会,
中国没有缺席!
然而
网友们却跑偏了
……
这个新闻在天文学界的影响力究竟有多大呢?@果壳网 微博称就这一双子星合并事件,目前已产生了30多篇论文…这个数字还会增加……
然而,天文界的狂欢却并没有引起很多网友关注,因为吃瓜群众统统表示看不懂……
还有网友在苦口婆心解释:
但是慢慢地,有人发现重点被带歪了……因为提到了金子……
报道称:“中子星合并是宇宙的‘巨型黄金制造厂’”,中子星的一次碰撞,抛出的碎块中形成的黄金足有300个地球那么重。也就是说,你的金戒指或者金项链里面,大部分黄金是至少几十亿年前中子星与中子星或黑洞碰撞后的碎块里产生的。这些碎片被撒入广袤无垠的太空中,其中的一部分与其他大量物质在46亿年前凝成了我们的地球。
作为吃瓜群众,最后也不得不感慨一句: