在距離地球1.3億光年之遠,兩顆中子星越走越近,在最終猛然碰撞合併的一刻,兩個舊的中子星消失了、一個新的生命誕生了,同時發出一波波的宇宙時空漣漪。這一幕,發生在地球時間今年817日。

美國雷射光干涉儀引力波天文台(LIGO1016日宣布,今年8月探測到由雙中子星合併產生的新型引力波。這是人類首次探測到雙中子星合併產生的引力波,同時也是人類第一次觀測到來自同一個天文事件的引力波和電磁波,這再次證實了愛因斯坦相對論中的觀點。

週一(10月16日),美國激光干涉儀引力波天文台(LIGO)再次放出重磅消息,即人類首次探測到約1.3億光年外,「探測到中子星併合產生的引力波」。(視頻截圖)

在星體新舊交替的激烈互動中,其中一小部分時空漣漪(引力波)在宇宙間不斷穿越,經過1.3億光年的旅行,終於到達地球。在地球一端等待的科學家,接收到儀器頻段內的引力波的局部殘痕,讓他們驚喜交加。中星子在宇宙中多次重組,但今天的人類在沒有電磁波望遠鏡和引力波探測器之前,好比聾子和瞎子,既看不到也聽不到。

當時在加州聖克魯斯分校由天文學家瑞恩福利(Ryan Foley)領導的團隊,正在緊張地觀測這次碰撞,只見一道明亮的藍光在碰撞過程中迅速褪變成紅色,他們立刻拍攝了快照。

「看到這道光時,你的心情會非常複雜,感到幸福、快樂、然後竟是絕望,你可以感受到整個世界之重。」福利說。

多國天文學家於本周一(10/16)宣布,首次直接探測到雙中子星碰撞產生的重力波和電磁信號,這為認識宇宙提供了電磁天文學單獨所不能實現的新機會。天文學家推測的金元素起源也在此次探測中得到證實。

 

為什麼中子星重力波研究成果引起天文界震動?原因有三。

首先,第一次探測到雙中子星碰撞。LIGO項目組成員、美利堅大學天體物理學家格雷哥里哈里說,此前觀測到的重力波均來自黑洞。黑洞完全由扭曲時空構成,而中子星卻是一個切實星體,觀測兩個中子星碰撞與觀測兩個原子核合併「並沒有什麼不同」,因此能深入瞭解核物質的行為。

哈里說,中子星重力波可以用來直接測量到重力波源頭的距離,而相應的電磁信號給出了速度,由此可用來校準宇宙膨脹速度,從而進一步回答宇宙從哪裡來、又往哪裡去等重大問題。

其次,第一次同時觀測到來自同一個天文事件的重力波和電磁波。通過X光、紫外、可見光、紅外及射電波的觀測,使得確認宿主星系成為可能。這一事件展示了重力波與電磁波等不同研究團隊之間開展合作的重要性,也標誌著多信使天文學跨入新時代。

第三,地面紅外望遠鏡探測到了中子俘獲過程,從而首次提供確鑿證據證實中子星碰撞就是宇宙金、鉑等超鐵元素的主要起源,而之前天文學家只是推測。

中子星是目前已知最小、最緻密的恆星,由大質量恆星在生命最後階段經過超新星爆發形成,與太陽同質量的中子星直徑只有20公里,一小勺中子星物質的質量可達10億噸。由於中子星在宇宙中很常見,天文學家一直期待著發現雙中子星碰撞的重力波信號。

哈里說,如果沒有重力波研究,中子星的許多性質都將是長期懸而未解的謎,包括在強引力作用下怎麼彎曲變形、合併時會發生什麼情況、質量多大時會形成黑洞等。

不過此次事件中,雙中子星碰撞之後變成了什麼,依然沒有答案。科學家列出了兩種可能,一種是變成了質量非常大的中子星,另一種是變成了黑洞。但不管是什麼,它的質量約相當於2.74個太陽。

arrow
arrow
    全站熱搜

    Win Driver Blog 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()