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最强引力波信号泛起 一图读懂它和你什么关系

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发表于 2017-10-18 02:31:31 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

最强引力波信号泛起 一图读懂它和你什么关系


(原标题:最强引力波信号泛起 一图读懂它和你什么关系)


中超风云辅助深度解析报道:

  找到金银等元素降生地

  在8月17日探测到之并合中,迷信家尚不清晰,最终确是构成了更大质量之中子星,照旧黑洞。但已知之确是,新天体之质量约为2.74倍太阳质量,而在这个历程中损失之质量,次要转化成引力波和电磁波,辐射向宇宙各个偏向。

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 激光干预干与引力波地理台(LIGO) 激光干预干与引力波地理台(LIGO)

  LIGO与Virgo之探测目的确是恒星级致密天体,也即黑洞、中子星之间并合收回之引力波。在这一探测规模内,双中子星并合、中子星与黑洞并合被以为确是能够之引力波电磁对应体候选者。在LIGO生长之晚期,双中子星并合曾被以为确是引力波观察之主要目的。

  这确是人口类第五次探测到引力波。但是迷信界之兴奋之情甚至不亚于第一次探测到引力波时。由于与之前被探测到之四个引力波信号差别,这次探测到之引力波信号GW170817来自1.3亿光年外两颗并合之中子星,并且迷信家第一次同时观察到了引力涉及其电磁对应体,以及迷信家预言之巨新星征象。

  在此次观察中,迷信家捕捉了引力波信号、短伽马射线暴信号以及光学信号。后续剖析证实这些信号相互关联,均来自中子星并合。我国在南极大陆装置之南极巡天望远镜AST3也捕捉了并合之光学信号。

  “最后GW170817信号抵达时,LIGO位于美国路易斯安那州利文斯通之探测器数据中存在杂散噪声。凭据这些噪声之特征,我们将它从剖析中扣除了。”Ik Siong Heng说,今后研讨职员确认在此时代没有报酬之模仿信号注入,那些信号的确来自悠远之天体。

  与双黑洞并合差别,双中子星并合历程不只向外辐射出引力波,还会在多个波段收回电磁辐射,从而被望远镜观察到。那些在收回引力波同时,又被望远镜观察到之天体被称为引力波之电磁对应体。

  “现在观察到之双中子星并合引力波绝对来说都比力近,因而能为地理学家寻觅巨新星提供参考。”Ik Siong Heng说。而在伽玛暴研讨方面,引力波能提供双中子星及并合物之质量、自旋等信息。“这些根本特征能让天体物理学家构建模子,诠释观察到之伽玛暴辐射。” 

  所谓伽马射线暴,确是天空中某一个偏向伽马射线辐射忽然增亮之征象。凭据伽马射线暴工夫善于或短于2秒,可分为长暴与短暴。迷信家以为,长伽马射线暴与大质量恒星塌缩构成黑洞之历程相关,短伽马射线暴则源自双中子星并合或中子星与黑洞并合。前者已被少量观察所证明,后者却不断没有找到直接观察证据。

  原题目:引力波之源头,终于泛起在视野中,一图读懂它和你有什么关系

  等待中之电磁对应体

  巨新星则确是1998年北京大学教授李立新(其时为普林斯顿大学博士生)与普林斯顿大学已故教授Bodhan Paczynski互助提出之设想。“双中子星并适时向外抛射之物质会经过快中子历程构成金、银等重元素,并构成光学和近红外辐射。” 李立新说,这些辐射征象比超新星之亮度暗100倍,比通俗新星亮1000倍,被称为巨新星或千新星。

  迷信家对这次观察兴奋不已,还由于观察将双中子星并合与短伽马射线暴直接联络在一同,并初次观察到巨新星征象,让迷信家可以深化相识双中子星并合之物理历程。

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双中子星并合后收回短伽玛暴和巨新星辐射之表示图双中子星并合后收回短伽玛暴和巨新星辐射之表示图

  中子星确是恒星演化末期构成之一类致密天体。虽然它之半径只要十几公里,质量却与太阳相当。中子星究竟有多硬?其外部物质以何种形态存在?这些不断确是迷信家感兴味之成绩。

责任编纂:张岩

  磨练宇宙纪律之新信使

  凭据观察到之引力波信号,迷信家预算出两颗中子星之质量、半径,并对其密度给出了守旧之限制,资助清除了那些关于中子星密度预计过低之实际模子。“引力波信号GW170817之演化,尤其确是靠近并合阶段之信号演化,遭到中子星本身性子之影响。若是中子星更致密一点,或许更稀松一点,引力波之信号都市差别。”Ik Siong Heng说。

  注:文中图片除注明外均来自网络

  传言终获证明。北京工夫10月16日22点,激光干预干与引力波地理台(LIGO)迷信互助组织和童贞座引力波探测器(Virgo)互助组织团结召开公布会,颁布发表再次探测到时空之涟漪。

  “有多名学者对巨新星实际举行过完善,这次之观察效果很是吻合完善后之实际设想。”李立新说。

双中子星并合历程中之物质抛射和喷流构成数值模仿双中子星并合历程中之物质抛射和喷流构成数值模仿

  8月17日,LIGO与Virgo之三台探测器先后吸收到引力波信号GW170817。在探测到引力波信号GW170817后之1.7秒,美国国度航空航天局(NASA)之费米卫星探测到了一个伽马射线暴GRB170817A。在之后不到11个小时之内,位于智利之Swope望远镜陈诉在星系NGC4993中观察到亮堂之光学源。在接上去之几个星期里,有数望远镜将眼光瞄准这片天区,记载下这一事务发作之前100秒至之后几个星期之信号。

  “这确是我们迄今观察到强度最强之引力波信号,比第一次观察到之双黑洞引力波信号要强得多。”LIGO迷信互助组织发作源剖析组联席主席、英国格拉斯哥大学教授、北京师范大学特聘本国专家Ik Siong Heng表现,它与之前之双黑洞绕转发生之引力波信号很是相似,但连续工夫更长。“探测器中GW170817信号连续工夫凌驾1分钟,之前之双黑洞并合引力波信号只要1秒摆布。”

  迄今最强之引力波信号

  例如哈勃常数,它确是权衡宇宙收缩速率之主要参数。现在,可经过丈量Ia型超新星、重子声波震荡、宇宙微波配景等多种方式获得其数值。但是,随着探测精度之进步,丈量值之不合越来越显着。例如经过丈量邻近Ia型超新星获得之哈勃常数数值,显着大于普朗克太空卫星经过宇宙微波配景观察获得之哈勃常数数值。引力涉及其电磁对应体之发现,将提供丈量哈勃常数之自力渠道。“可以经过引力波波形得出波源之间隔,由电磁波对应体提供红移信息,凭据间隔红移关系丈量哈勃常数。”北京师范大学地理系教授朱宗宏说。

  “实际上一切双中子星并合都市构成巨新星。但通常它们比力暗弱,因而能不克不及看到取决于它们与我们之间隔。”李立新说,侥幸之确是,这两颗中子星离我们并不悠远。

  “这个效果来得太快,本以为要在2020年摆布才气观察到第一例双中子星并合。”中科院紫金山地理台研讨员吴雪峰在承受科技日报记者采访时难掩兴奋。

  引力波与电磁波携带着天体差别类型之信息。引力涉及其电磁对应体之发现,有助于迷信家联合差别信息研讨天体之性子,并磨练宇宙之根本纪律。

  2013年以来,迷信家曾经发现多个巨新星候选体。“它们之以是只能被称为候选体,确是由于只要一两个光学信号点,并没有取得光变曲线,特殊确是没有同时观察到引力波,用以佐证它们来自双中子星并合。”吴雪峰说。

  地理学家为何对引力波之电磁对应体云云感兴味?“引力波都确是一次性之,无法反复观察。其电磁对应体则不确是这样。”北京师范大学地理学系副教授高鹤诠释说,“此外引力波信号本身存在必然缺陷,好比信号非常微弱,信号源之定位误差很是大,仅仅使用引力波探测无法确认信号来自那里。” 高鹤说,电磁波段确是现在生长最完善、实际研讨最透彻之观察窗口,也确是现有探测手腕与探测仪器最富厚之窗口。“只要完成了引力波与电磁波之团结探测,才可以证认引力波源之天体物理来源,并对其天体物感性质展开进一步之研讨。”

  在最新之观察中,LIGO迷信互助组织举行了这个实验,得出之哈勃常数数值为70公里/(秒·百万秒差距)。“由于丈量历程需求用到引力波之波形信息,现在这一丈量并禁绝确。”朱宗宏说,“将来联合引力透镜要领,无望将哈勃常数之误差限制在1%之内,这个精度远高于现在光学波段之丈量精度。”

  凭据这些记载,迷信家回复出故事发作之历程:在间隔地球1.3亿光年之长蛇座星系NGC4993中,两颗中子星相互绕转。在并合前约100秒时,它们相距400公里,每秒钟相互绕转12圈,并向外辐射引力波。它们越转越近,直至最终碰撞在一同,构成新之天体,并收回电磁辐射。

  “8月份,南极之冬天刚刚已往,目的天体之地平高度较低,天天有2个小时摆布之观察工夫。8月18日起,我们举行了10天之观察,取得了目的天体之91幅图像,并最终获得目的天体之光变曲线,与巨新星实际展望高度吻合。”吴雪峰表现。

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(最强引力波信号泛起 一图读懂它和你什么关系阅览)

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