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LIGO或首次“看”到引力波

2017-08-29 08:58 来源:科技日报

中子星合并模拟图,白色代表磁力线。图片来源:《自然》杂志官网

  近日,《新科学家》杂志官网率先发布独家报道称,全球首次探测到引力波的美国激光干涉引力波天文台(LIGO),可能探测到另一种此前未被观察到过的新型引力波,即距地球1.3亿光年的长蛇座内NGC4993星系的两颗中子星合并产生的可见光信号,哈勃等多个望远镜可能已经“捕捉”到这一事件。

  这一重大发现的传闻,最先来自于一位物理学家的推特发文,另一位物理学家随后跟进,一时间迅速在网络传开,令无数研究人员激动转发。传闻如果最终被证实,表明科学家们首次在可见光下直接观测到引力波,引力波探测将迎来全新时代。即继通过“听”时空涟漪的振动信号后,传统望远镜还能通过“看”来捕捉引力波信号。

  由于数据还在整理分析之中,从事引力波探测的科学家没有对相关猜测发表评论,只是谨慎表示,他们正在收集不同望远镜获得的观测数据,期望筛选出置信度更高的引力波信号。

  传闻从何而来

  18日,德克萨斯大学奥斯汀分校天文学家克雷格·维勒在推特发文称:“LIGO惊人新发现,来自光学对应体。”一个小时后,华盛顿大学天文学家皮特·尤西姆通过推特发布更详细信息:“LIGO通过望远镜观测到NGC4993内的引力波信号,由两个中子星合并产生。”一些匿名天文学家也纷纷表示,在维勒和尤西姆发布推特之前,相关传闻早已在天文圈流传开来。

  LIGO此前三次探测到的引力波都由黑洞合并产生,但由于这类引力波能量太大,无法在可见光波段进行观测,只能通过与望远镜连接的扩音器“听”到引力波的振动。而中子星合并等产生的引力波能量较小,在射频波到伽马射线等电磁波谱范围内,因此,科学家一直希望通过望远镜直接“看”到引力波信号。

  部分天文学家表示,这次引力波信号很可能是LIGO实验组借助欧洲引力波天文台(Virgo)获得。从去年11月开始,拥有更高灵敏度的Virgo与LIGO团队展开合作,获得了最新发现这一重要“战果”。

  多台望远镜纷纷上阵

  传闻四起后,多台望远镜纷纷上阵,开始对NGC4993进行观测,希望也能捕获到中子星碰撞产生的引力波信号。

  22日,哈勃太空望远镜开始通过推特直播在NGC4993星系的拍摄画面,表明研究团队正在用哈勃望远镜上的光谱仪观测中子星的合并过程。虽然哈勃官方随后删除了推特内容,但公开资料显示,多个研究团队最近一周提出了利用哈勃望远镜的申请,期望对NGC4993的观测能帮助他们跟踪到引力波信号。

  23日,英国卡迪夫大学天文学家皮特·科尔斯证实,美国国家航空航天局(NASA)钱德拉X射线天文台也加入了对NGC4993的观测行动中,其官网在8月19日就公布了一系列观测记录,指出在该星系观测到被称为伽马射线暴的事件,“LIGO和Virgo应该已经探测到中子星合并的引力波信号。”

  此外,欧洲南方天文台甚大望远镜和阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列,也分别在18日和19日对NGC4993展开了观测。

  官方数据和结论尚待时日

  黑洞合并产生的引力波信号通常持续不到一秒,而中子星合并产生的信号能持续一分钟。另外,中子星比黑洞质量小,产生的引力波能量更小,信号衰变时间更长。因此探测中子星合并产生的引力波信号,不仅能更精准地验证爱因斯坦相对论对引力波的预测,还能为研究中子星起源提供更多线索。迄今为止,中子星合并后是形成更大的中子星还是成为全新的黑洞,仍是未解之谜。而引力波信号的相关数据,将为科学家了解黑洞和中子星等天体的起源和特性,提供重要途径。

  25日,LIGO和Virgo已经结束对相关数据的新一轮分析,随后,研究团队在网站简单公布“更高水平的更新”,表示两家机构还需进一步分析数据,收集更多潜在的“候选事件”。LIGO新闻发言人、麻省理工学院物理学家大卫·舒梅克表示:“我们需要时间对数据进行公正处理,保证最后公开出版的结论具有更高可信度。”

  接下来,就让我们耐心等待LIGO关于引力波的官方公告吧!

  (科技日报北京8月28日电)

(责任编辑:王蔚)

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