重磅!人类首次“看到”引力波源头 紫金山天文台成功观测

2017年10月17日 00:31:55 | 来源:我苏网

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  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

  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!

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