新華社北京10月16日電(記者 林小春 王玨玢 彭茜)全球多國科學(xué)家16日同步舉行新聞發(fā)布會,宣布人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波,,并同時“看到”這一壯觀宇宙事件發(fā)出的電磁信號,。
這張由加州理工學(xué)院和牛津大學(xué)提供的圖片顯示的是雙中子星GW170817合并的射電波觀測圖象。新華社發(fā)
美國東部時間8月17日8時41分(北京時間20時41分),,美國“激光干涉引力波天文臺”(LIGO)捕捉到這個引力波信號,。此后2秒,美國費(fèi)米太空望遠(yuǎn)鏡觀測到同一來源發(fā)出的伽馬射線暴,。
這是人類歷史上第一次使用引力波天文臺和電磁波望遠(yuǎn)鏡同時觀測到同一個天體物理事件,,標(biāo)志著以多種觀測方式為特點(diǎn)的“多信使”天文學(xué)進(jìn)入一個新時代。
“幾十年來,,我們一直孜孜以求準(zhǔn)備探測雙中子星合并的引力波,,”美國加州理工學(xué)院LIGO數(shù)據(jù)分析小組負(fù)責(zé)人艾倫·溫斯坦教授說,“那天早上,,我們所有的夢想成真,。”
LIGO項(xiàng)目組在美國華盛頓發(fā)布這一重大發(fā)現(xiàn),。中國、德國,、英國和法國等國科學(xué)家也各自舉行新聞發(fā)布會,。相關(guān)論文發(fā)表在《科學(xué)》《自然》等學(xué)術(shù)期刊上。
引力波是由黑洞,、中子星等碰撞產(chǎn)生的一種時空漣漪,,宛如石頭丟進(jìn)水里產(chǎn)生的波紋。百年前,,愛因斯坦廣義相對論預(yù)言了引力波的存在,,但直到2015年人類才首次探測到引力波,3名美國科學(xué)家因此獲得今年的諾貝爾物理學(xué)獎,。
在8月17日的事件中,,全球約70個地面及空間望遠(yuǎn)鏡從紅外、X射線,、紫外和射電波等波段開展觀測,,確認(rèn)引力波信號來自距地球約1.3億光年的長蛇座內(nèi)NGC4993星系。
美國田納西大學(xué)天體物理學(xué)教授邁克爾·吉德里告訴新華社記者,,多信使天文學(xué)結(jié)合使用多種探測手段,,是引力波天文學(xué)的一個“圣杯”,“這樣的探測將在天文學(xué)和天體物理的許多領(lǐng)域開啟全新的探索途徑,?!?/p>
中國紫金山天文臺副研究員金志平參與的國際團(tuán)隊(duì),通過對此次引力波光學(xué)信號的觀測和光譜分析,首次提供確鑿證據(jù)證實(shí),,中子星合并是宇宙中金銀等元素的主要起源,。金志平說:“這就是宇宙中的‘巨型黃金制造廠’?!?/p>
科普:引力波與宇宙級“盲人摸象”
新華社北京10月16日電(記者黃堃林小春)最新關(guān)于雙中子星合并產(chǎn)生引力波的發(fā)現(xiàn)備受關(guān)注,。許多科學(xué)家評論說,這標(biāo)志著“多信使天文學(xué)”進(jìn)入一個新時代,。那什么是多信使天文學(xué),?打個比方,這就是宇宙級的“盲人摸象”,。
“我們常說天文學(xué)研究是‘盲人摸象’,,因?yàn)橛钪嫣罅耍私馑y了,,一種手段往往只能了解一個方面的信息,,”中國科學(xué)院國家天文臺科學(xué)傳播中心主任鄭永春研究員說,“引力波提供了一種與以往觀測方式完全不同的手段,,使多信使天文學(xué)進(jìn)入一個新時代,。”
兩顆中子星的并合會產(chǎn)生劇烈的爆炸,,這樣的事件會把重元素拋灑到太空中,。圖片來源:ESO/L. Cal?ada/M. Kornmesser
從古人單憑肉眼仰望星辰,,到伽利略第一個將天文望遠(yuǎn)鏡對向星空,,人類曾經(jīng)觀察宇宙的唯一方式就是光線。但這種觀測不僅受到天氣條件的約束,,所獲得的信息也受到可見光載體的限制,。
隨著科學(xué)的發(fā)展,人們逐漸認(rèn)識到在可見光之外,,宇宙中還存在X射線,、無線電波等看不見的電磁波。通過探測它們,,可以觸摸到宇宙這只“大象”的另外一些方面,。比如黑洞的引力讓光線也無法逃脫,人們無法看見黑洞,,但是它會釋放出很強(qiáng)的X射線,,讓天文學(xué)家得以分析黑洞的若干性質(zhì)。
“X射線,、可見光,、無線電波都是電磁波,,只是波長不同,所以逐漸發(fā)展出‘全波段天文學(xué)’,,就是用各種波段來研究同一個天文現(xiàn)象,,能得到更客觀和更深刻的認(rèn)識,”鄭永春說,,“還是用‘盲人摸象’打比方,,用不同方式摸得多了,宇宙的‘形態(tài)’也能慢慢呈現(xiàn)出來,?!?/p>
引力波的發(fā)現(xiàn),又提供了一種全新的“摸象”方式,。引力波是與電磁波本質(zhì)不同的物理現(xiàn)象,,雖然百年前愛因斯坦的廣義相對論就預(yù)言了引力波的存在,但由于相關(guān)信號非常微弱,,直到2015年才由美國“激光干涉引力波天文臺”(LIGO)第一次探測到由雙黑洞合并產(chǎn)生的引力波信號,。
科學(xué)家想象中的中子星內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖片來源:Wikipedia | 翻譯:易舒序
本次LIGO項(xiàng)目組宣布發(fā)現(xiàn)的引力波,,來自距地球約1.3億光年處的雙中子星合并,。與黑洞合并只產(chǎn)生引力波不同的是,中子星合并除了產(chǎn)生引力波外,,還發(fā)出了大量的電磁波,。對于這次事件,全球約70個地面及空間望遠(yuǎn)鏡從紅外,、X射線、紫外和射電等波段進(jìn)行了觀測,。這是有史以來第一次,,人類同時探測到來自同一個天文事件的引力波與電磁波。
這就是讓天文學(xué)家感到興奮的“多信使天文學(xué)”,。引力波和電磁波作為不同的“信使”,,可以告訴我們同一個天文事件在不同方面的信息。美國田納西大學(xué)天體物理學(xué)教授邁克爾·吉德里說,,“多信使天文學(xué)”是天文學(xué)家長期追求的“圣杯”,,將對相關(guān)領(lǐng)域的未來產(chǎn)生巨大影響。
從肉眼觀星到使用望遠(yuǎn)鏡,,從“全波段天文學(xué)”到“多信使天文學(xué)”,,人類認(rèn)識宇宙的手段在逐漸豐富,這頭仍有不少謎團(tuán)的宇宙“大象”,,最終會向人類展示出它的真面目,。