新華社洛杉磯10月17日電 特稿:從理論預言到南天觀測 中國助推天文學進入全新時代
新華社記者郭爽
圖為2016年12月30日拍攝的南極巡天望遠鏡AST3-2,。新華社發(fā)(中科院南極天文中心提供)
在1.3億光年外的長蛇座NGC4993星系,一例雙中子星合并事件,,為整個天文學界送上集體盛宴,。多國科學家16日同時宣布,人類第一次直接探測到來自雙中子星合并產(chǎn)生的引力波以及伴隨的電磁信號,,“多信使天文學”從此迎來全新時代,。
在這一國際合作探索過程中,中國不是旁觀者。從最早參與提出理論模型到南極天文觀測,,中國科學家正在成為前沿科學探索的生力軍,。
中國科學家最早參與提出理論預言
美國《現(xiàn)代物理評論》1957年刊載的恒星物理學“地標性”論文提出,伴隨溫度逐漸升高,,恒星內部會先后發(fā)生氫核聚變,、氦聚變等現(xiàn)象,并生成多種元素,。到恒星的風燭殘年,其內部會生成鐵質核心,。而在演化末期,,會發(fā)生超新星爆發(fā),并產(chǎn)生中子星和重金屬,。
盡管天文學界已在20世紀末對雙中子星合并議論紛紛,,普遍認為合并過程會拋射一些物質出來,這些物質以亞光速向外運動,。但除了引力波輻射,,人們對合并過程會產(chǎn)生什么樣的天文學現(xiàn)象并不十分清楚。
當時正就讀于美國普林斯頓大學的年輕中國學生李立新在1998年與波蘭天體物理學家博格丹·帕琴斯基率先合作提出中子星合并模型,,并推導出相關電磁輻射的解析公式,。此后,世界各國科學家展開大量工作,,不斷完善和豐富這一模型,。
對于人類首次直接探測到來自雙中子星合并產(chǎn)生的引力波以及伴隨的電磁信號的消息,現(xiàn)在在北京大學工作的天體物理學家李立新感到很欣慰,,“但這仍不能被稱為對模型的最終佐證,,我們還需要更多起碼這樣水準的探測結果”。
中國望遠鏡承載國際厚望
美國“激光干涉引力波天文臺”(LIGO)于8月17日捕捉到編號為GW170817的引力波信號后,,全世界的望遠鏡都爭相對準了1.3億光年外的源頭,。設在世界各地的傳統(tǒng)望遠鏡從伽馬射線、X光,、可見光,、紅外和射電波等波段分別觀測,最終確認這一信號來自何方,。