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10月16日,来自世界许多国家的科学家同时举行了一场新闻发布会,宣布人类首次直接探测到来自两颗中子星合并的引力波,并“看到”了这一壮观宇宙事件的电磁信号。这张由加州理工学院和牛津大学提供的图像显示了双中子星GW170817的组合无线电波观测图像。新华社
新华社南京10月16日电(新华社编辑王觉岳,白)这一次,中国没有错过!
北京时间16日22时,许多国家的科学家宣布成功探测到第一个双中子星引力波事件。人类第一次看到了引力波来源的神秘。我国的一些设备,包括南极巡天望远镜T3-2和彗星眼望远镜,这是我国第一颗a 空的X射线天文卫星,参与了对引力波事件的观测。中国研究人员还借助引力波光谱,解开了宇宙中金、银等超铁元素产生的谜团。
在宇宙中寻找“黄金之源”
“中子星的合并是宇宙中的“巨型黄金工厂”。用引力波探索中子星可以让人类一窥超级铁元素如金和银是如何在宇宙的“大焰火”中产生的。中国科学院紫金山天文台副研究员金志平参加了国际团队。通过对引力波光信号的观察和光谱分析,证实了中子星合并的确是宇宙中金、银等超铁元素的主要来源。
2017年8月17日,第四次引力波事件后的第三天,LIGO发现了一个新的引力波信号GW170817。GW170817是两颗中子星合并产生的引力波,不同于前4个黑洞合并产生的引力波。全世界约有70架地面和0+望远镜从红外线、x光、紫外线和无线电波段进行后续观测。
这包括安装在昆仑站的中国南极巡天望远镜T3-2。南京中科院南极天文中心的年轻成员胡镭是第一个注意到T3-2南极天文望远镜“情况”的人。
雷虎告诉边肖,8月18日中午,在南极小组得知引力波信号的确切位置后,它立即调整了望远镜的角度,并将望远镜的观察角度拉至极限。它持续了10天零2小时,最终在预期的坐标上看到了宝贵的亮点。中国在南极洲抓住了这个机会!
“看不见”也很重要
那些“看见”的人欣喜若狂,而那些“不看见”的人也至关重要。当引力波事件发生时,世界上只有4台x射线和γ射线望远镜成功地监测到了爆发的天空区域,中国的空 x射线天文卫星眼望远镜就是其中之一。
眼睛望远镜于2017年6月15日从酒泉卫星发射中心发射,上升0+。中国科学院高能物理研究所的专家表示,在参与引力波事件观测时,眼睛望远镜刚刚试运行了两个月。
眼睛望远镜配备有科学仪器,如高能、中能、低能x光望远镜和空空间环境监测器。它能把整个宇宙以自身为中心的360度范围带入它的视野。可以在广阔的天空中巡视和扫描银河系,发现新的高能天体;在伽马射线爆发的帮助下,也有可能发现其他猛烈的喷发,这有助于研究宇宙深处大质量恒星的死亡和中子星合并过程中黑洞的形成。
“人们普遍认为,在兆电子伏能量区,引力波的电磁对应物将非常明亮。事实上,眼睛望远镜没有探测到这种辐射。给出了MEV能区电流强度的上限,这表明它的辐射特性更加复杂,与理论预测相差甚远。这也是一个历史性的发现。”中国科学院高能研究所眼望远镜伽马和引力波电磁通信研究组组长熊少林说。
由天体的剧烈活动引起的时间空扰动就像在浩瀚宇宙中扔一块石头。经过十亿多年的星系旅行,时间空波纹终于与地球相遇了1秒。从爱因斯坦1916年的预测到2016年2月引力波信号首次被证实被探测到,人类已经为这最后的第二次相遇苦苦搜寻了100年。
自从第一次发现以来,人类“触摸波”的频率显著加快。在2015年12月、2017年1月和2017年8月,人类又探测到了三个由两个黑洞合并引发的引力波。尤其是最近一次,美国的两个LIGO装置和欧洲的处女座引力波探测器同时发现了双黑洞引力波。三个装置的共同发现极大地确定了引力波在太空中的位置,引力波的探索又向前迈进了一大步。
第五个引力波信号也是中子星第一次与引力波融合,这在全球天文学界引起了一波狂欢。在8月17日的事件中,世界各地大约70架地面和空望远镜从伽马射线、X射线、紫外线、光学、红外和无线电波段进行了后续观测,证实引力波信号来自蛇行星座中的NGC4993星系,距离地球约1.3亿光年,两颗中子星的质量不超过太阳的两倍。
引力波天文学即将到来
2017年诺贝尔物理学奖授予了三位对引力波探测做出重要贡献的美国科学家。引力波天文学的时代即将到来。
来自吴雪峰和金枝的研究人员预测,下一个探测亮点将是中子星和黑洞合并产生的引力波。乐观估计表明,这一令人兴奋的发现可能会在未来一两年内与人类相遇。此外,白矮星和其他天体合并产生的低频引力波和宇宙开始时大爆炸产生的原始引力波需要进一步探索。
在这一领域,中国近年来先后提出了“阿里计划”、“秦天计划”和“太极计划”来探测陆地与空之间的中低频引力波。
基于“醒目”技术,中国科学院高能物理研究所提出了引力波高能电磁对应全天时监测项目,专门用于探测引力波闪光,并将其命名为“闪电”。
据熊少林介绍,“闪电”不仅可以监测全天随机爆发的引力波闪光,而且具有较低的探测阈值、较高的监测灵敏度和较好的定位能力。它对引力波闪光的综合探测性能远远优于现有的望远镜。如果该项目成功建成,预计中国在引力波电磁探测和研究方面将达到国际领先水平。
中国科学院紫金山天文台的研究员魏大明说:“引力波可以帮助人类了解整个宇宙的起源。如果找到合适的引力波,人们将有机会找到一系列基本物理假设的证据,如大爆炸。到那时,人类将会看到以前所未有的方式塑造宇宙的力量。”
原标题:引力波又来了!这一次,中国没有错过