重磅！*來自雙中子星並合的引力波被探測到

重磅！*來自雙中子星並合的引力波被探測到！-材料電學性能儀(yi) ZJ-6型壓電綜合測試儀(yi)

2017年10月16日，科學家宣布直接探測到了由雙中子星並合產(chan) 生的時空漣漪——引力波及其伴隨的電磁信號。這次發現是由位於(yu) 美國的激光幹涉引力波天文台（LIGO）和位於(yu) 歐洲的室女座幹涉儀(yi) （Virgo）引力波探測器，以及其他70個(ge) 地麵及空間望遠鏡共同完成的。這標誌著人類曆**次使用引力波天文台和其他望遠鏡同時觀測到了同一個(ge) 天體(ti) 物理事件。

本次發現的重點摘要：

有史以來，人類*次同時觀測到來自同一個(ge) 天文事件的引力波與(yu) 電磁波。

發現雙中子星引力波

人類*次看到引力波體(ti) 的電磁信號

這個(ge) 被命名為(wei) GW170817的引力波信號於(yu) 2017年8月17日晚上8時41分（北京時間）被觀測到。這一事件發生在LIGO-Virgo聯合探測到雙黑洞並合之後僅(jin) 僅(jin) 三天。這次觀測由兩(liang) 個(ge) 相同的LIGO探測器完成，它們(men) 一個(ge) 位於(yu) 美國華盛頓州的漢福德，另一個(ge) 位於(yu) 路易斯安那州的利文斯頓。由位於(yu) 意大利比薩附近的Virgo探測器提供的信息可以提升引力波事件的空間定位能力。

圖1： 這些圖顯示了GW170817信號在每個(ge) LIGO和Virgo探測器中的頻譜。水平軸是時間，豎直軸是頻率。信號從(cong) 左側(ce) 靠低處開始，提升至右側(ce) 的陡峭曲線。

“雙中子星並合”

被認為(wei) 是引力波觀測的首要目標

這一次的引力波由長蛇座中星係NGC 4993的兩(liang) 顆中子星並合所致，中子星是目前已知的zui小、zui致密的恒星，是大質量恒星在演化的zui後階段經過超新星爆發形成的。雙中子星係統可以通過萬(wan) 有引力作用相互吸引和旋進，並發出引力波。在zui終並合前的100秒以內(nei) 發出的引力波信號正好位於(yu) 激光幹涉儀(yi) 的靈敏頻段內(nei) ，因此有機會(hui) 被觀測到。同時，中子星並合以後還會(hui) 發出短伽瑪射線暴，該信號在引力波到達地球2秒鍾之後也被觀測到。

圖2：長蛇座的NGC 4993星係（模糊的亮點）

圖3：藝術家關(guan) 於(yu) 兩(liang) 個(ge) 並合中的中子星的想象。窄束代表著伽瑪暴，而扭曲的時空網格標誌著由並合產(chan) 生的各向同性的引力波。旋轉的物質團塊是從(cong) 並合的雙星中拋射出的物質，可能導致了較低能量的電磁信號源。（來源：國家科學基金會(hui) /LIGO/索諾馬州立大學/A. Simonnet。）

雙中子星並合的引力波信號一直是引力波天文學家們(men) 所期望的。中子星的想法zui初是在80多年前的1934年提出的，經過33年之後，才*次被觀測到。1967年，天蠍座X-1的X射線輻射被證實來自一個(ge) 中子星，而在同一年，*個(ge) 射電脈衝(chong) 星被發現，從(cong) 那時起，一些雙中子星係統也陸續被發現。雙中子星為(wei) 廣義(yi) 相對論提供了*的觀測檢驗，也成為(wei) 支持引力波存在的*個(ge) 堅定證據，隨著中子星在宇宙中越來越常見，在LIGO發展的早期，雙中子星並合被認為(wei) 是引力波觀測的首要目標。

圖4：顯示由LIGO和Virgo推定的GW170817位置。兩(liang) 個(ge) 橢圓（藍色和綠色）分別顯示了兩(liang) 種不同LIGO分析代碼得出的定位。十字符號顯示了天蛇座中NGC 4993星係的位置。右側(ce) 底部的圖顯示了科學家通過分析引力波估算出的到源的距離。

之前LIGO和Virgo探測到4次來自雙黑洞的引力波信號，在LIGO探測器的敏感頻段內(nei) 隻能持續不到一秒的時間，然而，在8月17日探測到的這個(ge) 信號持續了100秒，並且掃過了LIGO的整個(ge) 靈敏頻段——這個(ge) 頻段與(yu) 一個(ge) 普通樂(le) 器能產(chan) 生的聲波頻段幾乎相同。數據表明這是兩(liang) 個(ge) 距離地球1.3億(yi) 光年的天體(ti) 相互旋進而產(chan) 生的信號，質量也沒有雙黑洞大，相反，這兩(liang) 個(ge) 相互旋進的天體(ti) 的質量估計為(wei) 1.1~1.6倍太陽質量，恰好是中子星的質量範圍。

人類*次看到引力波體(ti) 的電磁信號

這次的發現打開了等待已久的多信使天文學的新窗口，就在 GW170817引力波信號到達之後不到兩(liang) 秒的時間內(nei) ，NASA的費米衛星就探測到了一個(ge) 伽瑪射線暴，命名為(wei) GRB170817A。隨即，*各地的望遠鏡都開始了忙碌的觀測。在接下來的幾個(ge) 星期內(nei) ，天文學家在光譜不同波段上都投入了觀測設備，這些觀測都驗證了這一假設：NGC4993中的兩(liang) 個(ge) 中子星並合，同時產(chan) 生了引力波、短伽瑪暴和千新星。在2015年以前，引力波的觀測是缺席的；2015年到不久前，探測到的引力波事件都是雙黑洞並合，沒有令人信服的電磁波對應物被探測到，這次的引力波探測實現了引力波與(yu) 電磁波各波段的聯合觀測。

圖5： 引力波、伽馬射線和可見光的位置。左邊的小格子展示了90%置信區間投影區域，分別來自LIGO（淺綠色），LIGO-Virgo（深綠色），來自費米與(yu) INTEGRAL時間延遲得到的三角定位（淺藍色），費米GBM（深藍色）。放大圖展示了宿主星係NGC4993的位置，包括了來自並合後10.9小時的Swope光學發現圖片（右上方）與(yu) 在並合20.5天前的圖片（右下方）。

有史以來，人類*次同時觀測到來自同一個(ge) 天文事件的引力波與(yu) 電磁波，兩(liang) 者的協同觀測，展示了聯合引力波、電磁波和中微子的不同研究團隊之間合作的重要性，標誌著多信使天文學與(yu) 時域天文學的新時代就此開啟。