北京赛车时时彩 > 科研进展 >

中子星合并产生新型引力波 中国慧眼望远镜参与监测

中子星合并产生新型引力波 中国慧眼望远镜参与监测

  北京时间2017年10月16日22点,美国国家科学基金会召开新闻发布会,宣布激光干涉引力波天文台(LIGO)和室女座引力波天文台(Virgo)于2017年8月17日首次发现双中子星并合引力波事件,国际引力波电磁对应体观测联盟发现该引力波事件的电磁对应体。

  据中国科学院高能物理研究所消息,我国第一颗空间X射线天文卫星——慧眼HXMT望远镜在引力波事件发生时成功监测了引力波源所在的天区,对其伽马射线电磁对应体(简称引力波闪)在高能区(MeV,百万电子伏特)的辐射性质给出了严格的限制,为全面理解该引力波事件和引力波闪的物理机制做出了重要贡献,相关探测结果发表在报告此次历史性发现的研究论文中。

  引力波是1916年爱因斯坦建立广义相对论后的预言。极端天体物理过程中引力场急剧变化,产生时空扰动并向外传播,人们形象地称之为“时空涟漪”。自从2015年9月14日LIGO首先发现双黑洞并合产生的引力波事件以来,已经探测到4例引力波事件,包括前不久LIGO和Virgo联合探测的GW170814。

  引力波的直接探测刚刚获得了2017年度诺贝尔物理学奖。探测引力波电磁对应体对研究引力波事件、宇宙学以及基础物理具有不可替代的决定性作用,因此,人们普遍认为引力波研究的下一个里程碑是发现引力波事件产生的电磁辐射。

  据介绍,本次发现的引力波事件跟以往发现的双黑洞并合不同,它由两颗中子星并合产生。理论预言双中子星并合不仅能产生引力波,而且能产生电磁波,即引力波电磁对应体,因此本次探测到引力波以及电磁对应体是天文学家期待已久的重大发现,在天文学以及物理学发展史上具有划时代的意义,正式开启了引力波天文学时代。

  因为该引力波事件具有极为重要的意义,天文学家使用了大量的地面和空北京时时彩间望远镜进行观测,形成了一场天文学历史上极为罕见的全球规模的联合观测。然而,引力波事件发生时仅有4台X射线和伽马射线望远镜成功监测到爆发天区,我国的慧眼望远镜便是其中之一。

  据中国科学院高能物理研究所介绍,在这些望远镜中,慧眼在0.2-5 MeV能区的探测接收面积最大、时间分辨率最好,因此对引力波闪(即编号为GRB170817A的伽马射线暴)的百万电子伏特(MeV)能区的伽马射线辐射的探测能力最强。虽然此前人们普遍预计像本次事件这样近距离(40 Mpc,约1.3亿光年)的双中子星并合产生的引力波闪将极为明亮,但本次引力波事件产生的引力波闪出乎意料的暗弱,特别是在MeV能区的辐射十分微弱,导致没有望远镜(包括慧眼在内)在这个能区探测到引力波闪。慧眼望远镜凭借强大的探测性能,对该引力波闪在MeV能区的辐射性质给出了严格的上限。

  慧眼望远镜不仅以合作组形式加入了报告本次历史性发现的论文,而且在论文的正文部分报告了观测结果。该发现论文是关于该引力波事件的同时发表的一系列论文中最核心的领头论文,已于10月16日正式发表。除此之外,慧眼望远镜的详细分析结果以独立论文的形式已于10月16日同步发表在《中国科学:物理学力学天文学》杂志英文版的网页版。

  值得注意的是,慧眼望远镜本来的设计目标是探测黑洞和中子星等银河系内的X射线天体,研究极端引力场条件下的物理规律。项目组通过对慧眼望远镜辅助探测器的创新性使用,获得了额外的探测伽马暴及引力波电磁对应体的能力,使其成为国际上正在运行的最重要的伽马射线暴监测设备之一,大大扩展了望远镜的科学产出。

  慧眼望远镜由国家国防科技工业局和中国科学院联合资助建造,于2017年6月15日从酒泉卫星发射中心发射升空,开始为期5个月的试运行。中科院高能物理研究所(粒子天体物理重点实验室)负责望远镜观测运行以及数据处理。参与本次引力波事件观测时,慧眼望远镜刚刚试运行2个月。试运行结束后慧眼望远镜北京时时彩将开始正式的科学观测,同时继续监测研究引力波闪。

  【背景资料】科学家的5次引力波探测:

  2015年9月,激光干涉仪引力波天文台(LIGO)首次单独探测到引力波,这是人类首次探测到引力波信号,由质量分别相当于29个太阳和36个太阳的两个黑洞合并时发出。

  2015年12月,时隔3个多月,激光干涉仪引力波天文台(LIGO)再次单独探测到引力波,信号来源于距离地球14亿光年的两个黑洞的合并。

  2017年1月,激光干涉仪引力波天文台(LIGO)第三次单独探测到引力波。这次的引力波事件是由两个恒星质量级黑洞碰撞所产生。

  2017年8月14日,激光干涉仪引力波天文台(LIGO)的两台干涉仪和欧洲“处女座”(Virgo)引力波探测器的一台干涉仪,从三个地点几乎同时(先后相差仅几毫秒)捕获到了最新引力波事件。

  2017年8月17日,人类第五次探测到引力波,也是首次探测到由双中子星合并产生的引力波及其伴随的电磁信号。