天文学界沸腾了,引力波探测迎来新纪元-北京新闻广播
导语
10月16日,全球各大科学机构同时揭晓了重大成果:科学家们首次探测到双中子星引力波事件。和之前相比,这次关于引力波的科学发现为什么更加引人关注?中国科学家在其中又做出了怎样的贡献?
北京时间2017年10月16日22点,LIGO-Virgo科学合作组及全球各主要天文台同步发布重大天文学发现:首次直接探测到了由双中子星并合产生的时空涟漪——引力波及其伴随的电磁信号,正式编号——GW170817。
这是人类第五次探测到引力波,但是,科学界的兴奋之情不亚于第一次探测到引力波的时候。因为和之前被探测到的四个引力波信号不同搜尸魔,这次探测到的引力波信号GW170817来自1.3亿光年外两颗并合的中子星,而且科学家第一次同时观测到了引力波及其电磁对应体,以及科学家预言的巨新星现象。
根据探测记录,科学家们复原出了事件发生的过程:在距离地球1.3亿光年的长蛇座星系NGC4993中,两颗中子星互相绕转。在并合前大约100秒的时候,它们相距400公里,每秒钟互相绕转12圈,并向外辐射引力波。它们越转越近,直到最终碰撞在一起,形成新的天体,并发出电磁辐射。
问答
Q1
探测到双中子星并合产生的引力波,这到底有什么特殊意义?和之前相比,这次关于引力波的科学发现为什么更加引人关注?
果壳网科普作家虞骏:
其实引力波这个事情,我们已经不是太陌生了。因为就在这次公布之前大概一个多星期吧,十一放假期间,今年的诺贝尔物理学奖就公布了结果,果然是颁给了直接探测到引力波的那三位科学家。其实从之前我们对于引力波的了解来说,我们知道引力波是一种完全不同于之前天文学家所有观测内容的探测方式,因为引力波实际上是爱因斯坦在100年前预言广义相对论里面得出的一个推论,在我们能够直接探测到引力波之前的所有的天文学观测,其实都是在用看的,打个比喻来说,就是用看的,为什么说是用看的呢?因为遥远的天体我们摸不着,我们只能看见从它那里传过来的可能是光啊袖手尘嚣,有可能是红外线。总之这些东西都是称之为电磁波。
而引力波那是一种完全不同于电磁波的,另外的一种全新的方式,让我们能够从遥远的宇宙里看到一些信息过来,所以从某种角度来说,引力波就相当于人类的另外一种感官。之前的电磁波乡村修道士,我们可以把它比喻成视力,使我们能够看到这些东西,而引力波呢我们可以把它比喻为听觉,是我们通过另外一种方式听到的一些东西。之前所有探测到的引力波事件都是黑洞和黑洞之间相互碰撞产生的引力波。而黑洞我们知道它为什么叫黑洞呢?就是因为看不见嘛,所以虽然我们能够听见引力波事件,但是我们并没有看见这个黑洞和黑洞撞在一起,有没有撞出一些火花来?而这次探测到双中子星并合战斧龙,这是既听到了引力波又看到了双中子星并合之后,迸发出来的各种各样的电磁波。其中有可见光,有红外线美绝兽寰,最后还有无线电波和x射线。所以这次是有史以来第一次把看的这个电磁波的这种探测形式,和听的这种引力波的方式,结合在一起,所以说这次是一个非常非常重大的,甚至比我们人类直接探测到引力波这一事件,还要更加重大的这么一个发现。
在这次国际科学发现当中,中国起到了重要作用。中国南极巡天望远镜 追踪探测到 首例引力波事件光学信号。此外,引力波事件发生时,全球只有4台X射线和伽马射线望远镜成功监测到爆发天区,这其中一台就是我国第一颗空间X射线天文卫星——“慧眼”望远镜。
“慧眼”号X射线调制望远镜
Q2
怎么看中国在这次科学发现当中的贡献重掌大隋?中国科学家与引力波探测的距离有多远?
虞骏:
这次不仅仅称之为是引力波的一项发现梦见地陷。因为刚才说了,引力波,只是我们这次探测的发现中所用的一种感官,除了引力波之外,后续的各种各样的丹青胶囊,威严的近义词比如说光学天文台、x射线天文台、甚至于射电波段的天文台,他们都有对这次事件进行后续的跟踪观测。全球范围来说,大概有70多家天文观测机构,对这个现象进行了后续长达十几二十天的观测。
其中就包括我们中国的一些天文机构,比如说慧眼,就是硬x射线调制望远镜。这台望远镜上面的这个高能x射线探测器,一直在监测全天空的硬x射线波段。不管你有没有这个引力波事件发生,它一直都在监测。这一次这个双中子星并合事件的前后大概十几二十分钟的时间里面,它一直在监测全天信号。然而在它所监测的这个硬x射线波段,并没有监测到任何奇怪的现象出现朱侦。这个,虽然说没有监测到,但是它也是一个非常有用的信息,起码告诉我们现阶段,在这个波段,我们的慧眼是最灵敏的探测器,但是我们最灵敏的探测器也没有监测到它发出的信号,就说明它本身其实是一个非常非常微弱的现象,这其实是给这个现象定性提供了一个非常有力的依据。
另外一方面,我们的紫金山天文台关萍露,其实在南极大陆,设立了许多远程遥控的天文望远镜舒阅小说网,其中有一台口径50厘米的远程望远镜,也是对这次的双中子星并合事件进行了后续观测。它确确实实看到了这次双中子星并合之后爆发出来的,所谓的“千新星”,看到了它的变量,看到它一点一点,变暗的过程。这些都是给整个事件分析,以及分析它的物理过程,提供了非常重要的观测资料。
小贴士
硬x射线:
通常把能量较高的x射线称为硬x射线,李美熹波长在0.01nm~0.1nm之间。而波长在0.1nm以上的则称为软x射线,人们所熟知的具有很强穿透力的x射线,仅仅是整个x射线谱中的一部分。
文章来源:《新闻2017》公号“建外14号”
微信编辑:江宁
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