央廣網(wǎng)北京10月17日消息(記者潘毅)據(jù)中國(guó)之聲《新聞縱橫》報(bào)道,北京時(shí)間16日晚上10點(diǎn),科學(xué)家們?cè)诙鄧?guó)宣布成功探測(cè)到第一例雙中子星引力波事件,這是人類首次窺見(jiàn)引力波源頭的奧秘。我國(guó)包括南極巡天望遠(yuǎn)鏡AST3-2、國(guó)內(nèi)第一顆空間X射線天文衛(wèi)星慧眼望遠(yuǎn)鏡在內(nèi)的多臺(tái)設(shè)備參與觀測(cè)引力波事件。
2015年9月14日,激光干涉儀引力波天文臺(tái)(LIGO)首次單獨(dú)探測(cè)到引力波,這是人類首次探測(cè)到引力波信號(hào),由質(zhì)量分別相當(dāng)于29個(gè)太陽(yáng)和36個(gè)太陽(yáng)的兩個(gè)黑洞合并時(shí)發(fā)出。
引力波是1916年愛(ài)因斯坦建立廣義相對(duì)論后的預(yù)言。極端天體物理過(guò)程中引力場(chǎng)急劇變化,產(chǎn)生時(shí)空擾動(dòng)并向外傳播,人們形象地稱之為“時(shí)空漣漪”。自從2015年9月14號(hào)LIGO首先發(fā)現(xiàn)引力波事件以來(lái),已經(jīng)探測(cè)到4例引力波事件。而這次于以往不同是人類第一次同時(shí)探測(cè)到引力波及其電磁對(duì)應(yīng)體,也就是說(shuō)這一次不僅聽(tīng)到了,而且還“看“”到了。
在這場(chǎng)天文學(xué)歷史上極為罕見(jiàn)的全球規(guī)模的聯(lián)合觀測(cè)中,我國(guó)第一顆空間X射線天文衛(wèi)星—— “慧眼”望遠(yuǎn)鏡對(duì)此次引力波事件發(fā)生進(jìn)行了成功監(jiān)測(cè)。這次的發(fā)現(xiàn)有什么意義呢?央廣記者潘毅專訪了參加此次觀測(cè)的中科院科學(xué)家熊少林,來(lái)聽(tīng)一下報(bào)道。
中科院青年科學(xué)家熊少林告訴記者,這次的發(fā)現(xiàn)是引力波天文學(xué)的極為重要的里程碑,在天文學(xué)以及物理學(xué)發(fā)展史上具有劃時(shí)代的意義,“引力波天文學(xué)時(shí)代”正式開(kāi)啟。
熊少林:以前幾千年來(lái)人只能用視覺(jué)去觀測(cè)宇宙,就是說(shuō)去看宇宙發(fā)出的光,2015年的時(shí)候LIGO第一次發(fā)現(xiàn)引力波了,就是說(shuō)我們有一個(gè)新的全新的手段來(lái)研究宇宙給我們的信息,但是呢在那之后我們一共看到了四個(gè)引力波信號(hào),都是有兩顆黑洞并合相撞產(chǎn)生的,它們產(chǎn)生了很強(qiáng)引力波信號(hào),但是很遺憾的是他們都沒(méi)有產(chǎn)生光,所以我們還都看不了。而這次兩個(gè)中子星相撞不僅產(chǎn)生引力波,而且產(chǎn)生光,所以這是一個(gè)最大的不同。
因?yàn)樵撘Σㄊ录哂袠O為重要的意義,天文學(xué)家使用了大量的地面和空間望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測(cè),形成了一場(chǎng)天文學(xué)歷史上極為罕見(jiàn)的全球規(guī)模的聯(lián)合觀測(cè)。然而,引力波事件發(fā)生時(shí)僅有4臺(tái)X射線和伽瑪射線望遠(yuǎn)鏡成功監(jiān)測(cè)到爆發(fā)天區(qū),我國(guó)第一顆空間X射線天文衛(wèi)星--慧眼望遠(yuǎn)鏡便是其中之一。
熊少林:事實(shí)上最后確實(shí)是沒(méi)有提前分配說(shuō)你能干什么、你不能干什么,信息都是共享的,你就憑借你望遠(yuǎn)鏡的性能,自己去做觀測(cè)就可以了。在慧眼的波段,引力波爆發(fā)的一瞬間會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的伽馬射線輻射,一瞬間就結(jié)束了,地面上的望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)過(guò)去觀測(cè)是來(lái)不及的,這時(shí)候我們慧眼觀測(cè)到了這個(gè)目標(biāo)。而且慧眼是這四臺(tái)望遠(yuǎn)鏡里,在百萬(wàn)電子伏特能區(qū)接收面積和分辨率是最好的。
雖然此前人們普遍預(yù)計(jì),像本次事件這樣近距離(40 Mpc,約1.3億光年)的雙中子星并合產(chǎn)生的引力波閃將極為明亮,但“慧眼”的觀測(cè)表明,這次引力波事件產(chǎn)生的引力波閃出乎意料的暗弱,跟理論預(yù)言相距甚遠(yuǎn),說(shuō)明它的輻射性質(zhì)非常復(fù)雜。慧眼望遠(yuǎn)鏡憑借強(qiáng)大的探測(cè)性能,對(duì)該引力波閃在MeV能區(qū)的輻射性質(zhì)給出了嚴(yán)格的上限。熊少林說(shuō),這為全面理解這起引力波事件和引力波閃的物理機(jī)制做出了重要貢獻(xiàn)。
熊少林:這一次產(chǎn)生這個(gè)伽馬射線暴它是比較弱的,比典型的伽馬射線暴要弱了一千到一萬(wàn)倍的量,所以在我們這個(gè)能區(qū)輻射很微弱,所以我們沒(méi)有看到電磁對(duì)應(yīng)體,但是我們?cè)谶@個(gè)能區(qū)的面積最大、分辨率最好,對(duì)事件產(chǎn)生高能區(qū)的輻射給了一個(gè)上限。
還有點(diǎn)需要注意,這次的觀測(cè)還解開(kāi)了千百年來(lái)人們心中的疑團(tuán),那就是,金子是怎么來(lái)的?中科院紫金山天文臺(tái)副研究員金志平說(shuō),這次“看”到的引力波與以往聽(tīng)到的不同的是由雙中子星碰撞出的,通過(guò)引力波光學(xué)信號(hào)的觀測(cè)和光譜分析確定,中子星合并確實(shí)是宇宙中金銀等超鐵元素的主要起源地。他生動(dòng)地形容說(shuō),“中子星合并是宇宙的‘巨型黃金制造廠’,借助引力波探究中子星,可以讓人類窺見(jiàn)金、銀等超鐵元素,是如何在宇宙‘盛大焰火’中產(chǎn)生的?!?
對(duì)于浩瀚宇宙的探知無(wú)數(shù)人的追求,從古人單憑肉眼仰望星辰,到伽利略將天文望遠(yuǎn)鏡對(duì)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(cè)不僅受到天氣條件的約束,所獲得的信息也受到可見(jiàn)光載體的限制。對(duì)于浩渺的宇宙,我們的觀測(cè)猶如盲人摸象。而引力波的聽(tīng)到和看到則為提供了一種與以往觀測(cè)方式完全不同的手段,使天文學(xué)進(jìn)入引力波新時(shí)代。相信隨著科學(xué)的發(fā)展,人們逐漸認(rèn)識(shí)到在可見(jiàn)光之外,宇宙中還存在X射線、無(wú)線電波等看不見(jiàn)的電磁波。我們觸摸宇宙這只“大象”的輪廓也日漸清晰。
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