“多信使天文学”时代已经到来 —新闻—科学网

 
作者:晋楠 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2018/1/17 15:45:26
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“多信使天文学”时代已经到来

 

中子星撞击会释放出多种形式的信号,现在天文学家已经可以探测到这些信号。

图片来源:Robin Dienel

 

2017年8月17日的一个早上,随着天空中划过一道闪光,天文学的新时代来临了。这个被费米伽玛射线太空望远镜捕捉到的伽马射线的爆发来自宇宙中某处两个中子星(当大质量恒星坍塌和死亡时形成的密度极高的天体)的合并。但伽马射线并非此次合并形成的唯一信号。在费米望远镜捕捉到这一信号的几秒内,合并形成的时空涟漪也在两个设施——位于美国的引力波干涉天文台(LIGO)和位于意大利的处女座天文台(Virgo)之间产生了回荡。

这些涟漪即为引力波,检测到它们更类似于“听见”而非“看见”。根据引力波抵达的时间和强度,天文学家推测它们来自于距离地球1.3亿光年的一个星系。此后,全世界数千名科学家围绕整个电磁光谱——从伽马射线到可见光再到摄电波对此次合并作了协调性研究。

这些付出是值得的。观察表明,此次合并产生了比铁更重的大量元素,证明了中子星撞击是宇宙中金和其他稀有金属的最初来源。随着探测以及研究更多的类似合并,这样的集体观察将能揭示中子星的内部信息——这些恒星“尸体”的密度如此之高以至于使其处于塌缩为黑洞的边缘。此外,通过对比合并天体的亮度及其引力波强度,天文学家能够测量出其准确的距离。这些知识可以让他们探测暗能量(被认为加速宇宙膨胀的神秘力量)的特征。

人们从这些中子星合并中获得的收获令人印象深刻,然而还可以做得更好。在南极洲寻找被称为中微子的“幽灵”粒子的冰立方天文台没有任何发现,该天文台高级科学家Francis Halzen说,这很可能是因为这些粒子是作为一束散发的,可能错过了地球。如果说从此次合并中捕捉到的光和引力波类似于“看到”和“听到”它,那么,找到中微子就相当于是“品尝”到了它。

研究人员将这样的协同观测成称为“多信使”天文学,在此过程中,信使可以是电磁辐射、引力波或是亚原子粒子。从许多方面来说,多信使方式都是天文学家最疯狂的梦想之一,尽管如此,他们仍需要分析来自不同天文台的“噩梦”般的海量数据。

“这一次的合并事件几乎耗尽了我们的精力。我们几乎放下了所有一切,告诉家人、孩子结果不出来我们就见不到他们。”西北大学天文学家、LIGO团队成员Vicky Kalogera说,“我们需要重新思考如何开展相关研究,因为我们很快将能看到类似去年的合并事件,或是每月一次,或者甚至每周一次。”(晋楠)

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2018/1/17 17:05:09 like54
感觉这文章迟发了半年!
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