▲雙中子星并合過程示意圖。圖片來源：NASA官網(wǎng)

美國時間16日10時（北京時間16日22時），美國國家自然科學(xué)基金會召開媒體見面會，邀請美國激光干涉引力波天文臺（LIGO）、歐洲處女座（Virgo）引力波探測器以及世界各地70多家天文臺的科學(xué)家代表，共同宣布人類首次探測到來自雙中子星并合的新型引力波，并“看到”這次并合事件發(fā)出的電磁信號。

探測到中子星并合的引力波信號及光學(xué)對應(yīng)物，早在8月份就已經(jīng)傳言四起。這次發(fā)布會確認，美國東部時間8月17日8時41分，LIGO捕捉到這一引力波信號GW170817，由距離地球1.3億光年的長蛇座NGC4993星系內(nèi)兩個中子星并合產(chǎn)生。隨后，美國國家航空航天局（NASA）的費米伽馬射線望遠鏡在發(fā)現(xiàn)引力波信號的NGC4993星系內(nèi)，探測到一個持續(xù)時間大約2秒的短伽馬暴（編號為GRB170817A）。隨后包括歐洲南方天文臺（ESO）甚大望遠鏡、哈勃太空望遠鏡、錢德拉X射線天文臺以及阿塔卡瑪大型毫米/亞毫米波陣列等全球數(shù)十家天文臺兩天內(nèi)對準NGC4993星系，共同觀測到了這次雙中子星并合事件。

LIGO團組的科學(xué)家們最近剛因在引力波研究方面的成就獲得了2017年諾貝爾物理學(xué)獎。2015年9月14日，LIGO研究團隊首次探測到引力波，并在2016年2月份對外發(fā)布了相關(guān)結(jié)果。自那以后，研究人員又陸續(xù)確認了三次引力波事件，最近的一次信號首次由LIGO以及Virgo共同探測。這四次引力波信號都是源自宇宙深處兩個黑洞并合產(chǎn)生，不會發(fā)射電磁波，而天文學(xué)家們一直在期待另一種形式的引力波事件——雙中子星并合，因為這種并合產(chǎn)生的引力波會伴隨電磁波等發(fā)光信號，從而可以被傳統(tǒng)望遠鏡直接探測到。所以每次LIGO發(fā)現(xiàn)引力波信號，許多天文學(xué)家會利用望遠鏡跟進觀測，希望成為發(fā)現(xiàn)電磁波小亮點的“第一個吃螃蟹者”。

根據(jù)現(xiàn)有理論，黑洞或中子星與中子星并合后，至少會產(chǎn)生引力波、千新星、千新星射電輻射、短伽馬暴和短伽馬暴余輝這五類信號，其中千新星是并合后產(chǎn)生的金銀等放射性物質(zhì)形成，其在衰變中會釋放大量高能射電輻射，而短伽馬暴以及包括X射線、射電等多波段輻射在內(nèi)的短伽馬暴余輝，則是由另一部分物質(zhì)在黑洞周圍形成的“黑洞—吸積盤”系統(tǒng)，與星際物質(zhì)相互作用形成。（記者聶翠蓉）

中國南極巡天望遠鏡探測到引力波首例光學(xué)信號

中國科學(xué)院南京紫金山天文臺16日22時發(fā)布重大消息稱：中國南極巡天望遠鏡追蹤探測到引力波事件的首例光學(xué)信號，并證實雙中子星并合事件是宇宙中大部分超重元素（金、銀）的起源地。

自北京時間2017年8月18日21時10分起（即距離引力波事件發(fā)生24小時后），中國南極巡天望遠鏡AST3合作團隊利用正在中國南極昆侖站運行的第2臺望遠鏡AST3-2對GW170817開展了有效的觀測，此次觀測持續(xù)到8月28日，期間獲得了大量的重要數(shù)據(jù)，并探測到此次引力波事件的光學(xué)信號。這些數(shù)據(jù)揭示了此次雙中子星并合拋射出約1％太陽質(zhì)量（超過3000個地球質(zhì)量）的物質(zhì)，這些物質(zhì)以0.3倍的光速被拋到星際空間，拋射過程中部分物質(zhì)核合成，形成比鐵還重的元素。因此，這次引力波的發(fā)現(xiàn)，證實了雙中子星并合事件是宇宙中大部分超重元素（金、銀）的起源地。而過去，我們僅知道宇宙大爆炸產(chǎn)生了氫、氦等元素，大質(zhì)量恒星爆發(fā)產(chǎn)生鐵等元素，而對其他重鐵元素究竟是怎么來的則一無所知，這也就意味著我們?nèi)祟愒谔綔y未知世界的路上更近了一步。

▲我國第2臺南極巡天望遠鏡 AST3-2，在8月18日觀測窗口期內(nèi)觀測到引力波光學(xué)信號（紅色方框內(nèi)）。

中國科學(xué)院紫金山天文臺研究員吳雪峰表示，AST3-2在南極地區(qū)觀測雙中子星并合產(chǎn)生的引力波事件有極大的便利，不僅地面干擾較小，且連續(xù)觀測時間更長。而在南極地區(qū)的所有天文望遠鏡中，僅有我國AST3-2觀測到引力波事件的光學(xué)信號，其他均未觀測到。

AST3-2是我國在昆侖站安裝的第二臺南極巡天望遠鏡。其有效通光口徑50厘米，是南極現(xiàn)有最大的光學(xué)望遠鏡，并且完全實現(xiàn)了極端環(huán)境下的無人值守全自動觀測。目前，AST3-2主要進行超新星巡天、系外行星搜尋、引力波光學(xué)對應(yīng)體探測等天文研究。（記者 張曄）

中國慧眼望遠鏡參與監(jiān)測引力波電磁對應(yīng)體

我國第一顆空間X射線天文衛(wèi)星——慧眼HXMT望遠鏡，在雙中子星并合產(chǎn)生引力波事件發(fā)生時成功監(jiān)測了引力波源所在的天區(qū)。對其伽馬射線電磁對應(yīng)體（簡稱引力波閃）在高能區(qū)（MeV，百萬電子伏特）的輻射性質(zhì)給出了嚴格的限制，為全面理解該引力波事件和引力波閃的物理機制作出了重要貢獻。

因為該引力波事件具有極為重要的意義，天文學(xué)家使用了大量的地面和空間望遠鏡進行觀測，形成了一場天文學(xué)歷史上極為罕見的全球規(guī)模的聯(lián)合觀測。然而，引力波事件發(fā)生時僅有4臺X射線和伽馬射線望遠鏡成功監(jiān)測到爆發(fā)天區(qū)，慧眼望遠鏡便是其中之一。

在這些望遠鏡中，慧眼在0.2—5MeV能區(qū)的探測接收面積最大、時間分辨率最好，因此對引力波閃（即編號為GRB170817A的伽馬射線暴）的MeV能區(qū)的伽馬射線輻射的探測能力最強。雖然此前人們普遍預(yù)計像本次事件這樣近距離（40Mpc，約1.3億光年）的雙中子星并合產(chǎn)生的引力波閃將極為明亮，但本次引力波事件產(chǎn)生的引力波閃出乎意料地暗弱，特別是在MeV能區(qū)的輻射十分微弱，導(dǎo)致沒有望遠鏡（包括慧眼在內(nèi)）在這個能區(qū)探測到引力波閃。慧眼望遠鏡憑借強大的探測性能，對該引力波閃在MeV能區(qū)的輻射性質(zhì)給出了嚴格的上限。

▲慧眼望遠鏡示意圖。

值得注意的是，慧眼望遠鏡本來的設(shè)計目標是探測黑洞和中子星等銀河系內(nèi)的X射線天體，研究極端引力場條件下的物理規(guī)律。項目組通過對慧眼望遠鏡輔助探測器的創(chuàng)新性使用，獲得了額外的探測伽馬暴及引力波電磁對應(yīng)體的能力，使其成為國際上正在運行的最重要的伽馬射線暴監(jiān)測設(shè)備之一，大大擴展了望遠鏡的科學(xué)產(chǎn)出。（記者 李大慶）

來源：科技日報