我苏网讯 (记者 王晟)北京时间16日深夜10点,美国、欧洲、中国等世界多国天文研究机构联合宣布,发现又一次引力波事件。
与2015年首次宣布发现引力波以来不同的是,这次是人类首次观测到引力波的源头——一次双中子星合并(碰撞)。
紫金山天文台宣布成功“看到”引力波源头
而更值得中国人关注和骄傲的是,总部位于南京的中科院紫金山天文台,利用南极巡天望远镜,成功观测到了引力波事件的源头。这次引力波的新发现,既有利于人类了解遥远的宇宙深处,也有助于解开身边的金、银等超铁元素的产生之谜。
紫金山天文台专家守候10天 终于“看到”引力波源头
2017年8月17日,美国激光干涉引力波观测台LIGO又发现一个新的引力波信号,命名为GW170817。与之前几次黑洞合并所产生的引力波不同,这是一个由双中子星合并产生的引力波。随后,世界各国天文学家闻风而动,全球约70个地面及空间望远镜从红外、X光、紫外和射电等多个波段开展后续观测。
中科院紫金山天文台部署在南极的天文望远镜也加入了追踪观测。
(南极巡天望远镜AST3-2)
相比地球其它地区,南极天文观测有观测时间长,空气纯净能见度高等多个优势,不巧的是,引力波信号的方位,偏偏来自在望远镜所能“看到”范围的最边缘。研究团队迅速采取措施,把这台口径500毫米的天文望远镜AST3-2做了最大的调整。
就这样守候了整整十天,每天2小时,终于在预期坐标内看到了那个宝贵的亮点——这就是GW170817号引力波的源头,两个中子星碰撞的“肇事地点”,距离地球1.3亿光年!
AST3-2在8月18日观测窗口期内引力波光学信号(红色方框内)
全世界的70台天文望远镜中,只有包括紫金山天文台在内的6个团队“看到”了令人兴奋的这一点!
“看到”引力波意义非凡
以前发现的几次引力波,都是黑洞碰撞产生。因为黑洞是能量结构,碰撞后不会产生电磁信号,也就是说,“事故现场”真的是“黑”的,探测不到,我们只能通过引力波来“体会”一下。
紫金山天文台的专家们说,这就好比一架飞机飞过,我们没有亲眼看到,只是通过听觉“听到”声音,做出的一个判断。
中科院紫金山天文台专家回答记者提问
而中子星碰撞后,可以同时带来电磁信号爆发,人类就可以通过电磁信号的捕捉来“看到”它,这就是为什么要用各种波段的电子望远镜观测的原因。
这一次,人类不仅听到了飞机的声音,还看到了飞机。或者说,人类听到了引力波,更看到了引力波是从哪里传来。
这从另一个角度再次验证了引力波的理论。所以,说这一次的发现是天文界的“重大消息”,当之无愧。
是重要发现,还是很“贵重”的发现
“我和记者们戴的眼镜,女士们手上的戒指、脖子上的项链,都跟中子星有关系哦!”在紫金山天文台新闻发布会现场,吴雪峰研究员说,“很多贵重金属元素,就来自于宇宙中星体的碰撞!”
专家介绍,中子星合并是宇宙的“巨型金银制造厂”,借助引力波探究中子星,可以让人类窥见金、银等超铁元素,是如何在宇宙中“浴火而生”。
中科院紫金山天文台副研究员金志平参加的国际团队,通过引力波光学信号的观测和光谱分析确定,中子星合并确实是宇宙中金银等超铁元素的主要起源地。
这次引力波还在继续 然而……
这次引力波难道只是一闪而过?人类可以对它做持续观测吗?
紫金山天文台的研究员说,引力波,其实是天体剧烈活动引起的时空扰动,好比在水中投下的石子,泛起的涟漪层层荡漾开去。
这次观测的引力波GW170817,还在宇宙中继续传导向更深处,但是以目前地球上人类的科技水平,已经无法再做有效观测。毕竟,它已与我们擦身而过,“此情可待成追忆”!
五次引力波大发现 拓展人类“宇宙观”
自从2015年美国宣布首次探测到引力波,人类至今已经观测到了五次引力波。
特别是第四次,编号为GW170814的双黑洞引力波被两台位于美国的LIGO设备和一台欧洲“处女座”(Virgo)引力波探测器同时找到。3台设备联手发现,大大精确了引力波在太空中的方位,引力波探索又向前迈进了一大步。
美国激光干涉引力波观测台LIGO
在8月17日的引力波事件中,全球约70个地面及空间望远镜开展后续观测,确认引力波信号来自地球约1.3亿光年的长蛇座内NGC4993星系,两颗中子星的质量均不超过太阳的两倍。
最近几年,全球天文学界经常吊人胃口地发布“重大消息”,而每一次重大消息,其实都是人类对自己,对世界,对宇宙认识的重大突破。那么下一次关于引力波的“重大消息”是什么呢?紫金山天文台的专家们期待地说:希望来个“新花样”,期待来自中子星和黑洞碰撞产生的另一个神奇引力波。让我们也一起拭目以待吧!
概念解释:
各种波段的电子望远镜:
看,我们常说的光,是电磁波的一种,可见光不过是电磁波当中的一个频段而已。、
这个宇宙中,这个地球上,还有大量的不可见光的电磁波,这就是为什么探索宇宙,除了要让我们可以用肉眼直接看到的光学望远镜,还需要各种波段的电子望远镜。这次“看到”引力波源头的南极巡天望远镜,就是一种捕捉电磁波信号的望远镜哦。
中子星:
中子星是一种密度很大的星体。它是恒星演化到末期,经由重力崩溃发生超新星爆炸之后,可能成为的一种状态。它的密度比地球上任何物质密度大相当多倍。
打一个不是特精确的比方:地球和中子星相比,那就是气球和铅球的关系。
或者可以说,中子星是“浓缩的精华”。
引力波:
100年前,爱因斯坦在他的广义相对论里首次提到引力波(gravitational waves)。
如果把宇宙想象成一个巨大的蹦床,这个蹦床的布料材质就是时空。引力波就是在这个时空蹦床中泛起的涟漪。
将一个保龄球放在蹦床上,周围的时空因其质量而发生了弯曲,这时,一个乒乓球如果要在保龄球周围运行,就必然围绕其旋转,轨道就是这么来的。
所以,按照广义相对论的思路,“引力”只是时空扭曲带来的必然现象。
当两个巨大物质朝着彼此高速旋转时,它们就会以光速在周围扭曲的时空中传播出一波一波的涟漪,这就是引力波。
但是通常,只有超大的物体相撞产生的引力波,才能被地球上的人类探测到,比如黑洞合并。
引力波的意义之一,就是帮我们发现“不眨眼”的星星!!
人类认识宇宙的一个重大进步就是:并非所有的星星都是“一闪一闪亮晶晶”!
科学家可以依据遥远恒星、星系、黑洞产生的引力波来测量它们的数据,推测我们看不到的宇宙深处到底有什么,解开一个又一个困扰人类的星际难题!