几天前,美国宇航局宣布了一条新闻,称将于北京时间2017年10月16日晚与天下主要天文台宣布一条重达100磅的新闻。新闻一出来,罐子就爆炸了,网民们展望着该宣布什么。
例如:
星球大战?
三体泛起了吗?地球药丸?
外星人在这里吗?
然而,更专业的天文网民推测,可能有需要宣布最新发现以及与引力波相关的事项。网站将首先为每个人更新最新新闻,请注意。
NASA要宣布什么?
事实上,即将宣布的内容早就在美国宇航局的微博上宣布了,这是关于引力波的最新发现。
以下是北京时间2017年10月16日22:00宣布内容
天下各地的望远镜见证了双子星的合并
LIGO执行董事大卫雷兹宣布,2017年8月17日,LIGO和处女座首次发现了一种亘古未有的新型引力波事宜。GW170817是由两颗划分具有1.15和1.6太阳质量的中子星合并而成,凭据探测数据确定,它距离我们1.3亿光年。此外,在全天下许多天文学家和探测装备的通力合作下,引力波事宜的电磁对应物也被发现了。
主要发现是:1000颗新恒星,短伽马射线发作,以及两颗中子星的合并
这些考察提供了从合并前约100秒到合并后数周的灾难性事宜的周全形貌,并最终证实了许多科学家的推测:NGC4993星系中两颗中子星的合并导致了引力波、短伽马射线发作和数以千计的新恒星。
两颗中子星靠得很近并最终融合发生成千上万颗新恒星的历程。
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(左)欧洲南方站的几个差别的望远镜看到了对应于引力波源的光学图像。(右)哈勃望远镜在差别时间考察到的图像。
新闻宣布会上提到,这次探测到的引力波是由两颗中子星合并发生的。之前宣布的四个引力波事宜都是由两个黑洞发生的。两者之间最大的区别是,两颗中子星的合并会发生电磁波辐射,但对于黑洞,我们通常以为它不会,这已被考察所证实。
是什么导致了这种差异?一般来说,凭据天体物理辐射的理论要求,要发生电磁辐射,气体必须存在于天体周围。对于黑洞系统来说,虽然最初发生时黑洞周围可能有大量气体,但在漫长的演化历程中,若是没有更多的气源,气体在黑洞合并的最后阶段就已经耗尽,因此电磁辐射无法发生,只能发生滋扰空间和时间的引力波——,就像科学家之前4次探测到的那样。
在两颗中子星合并之前,周围的气体可能已经耗尽。然而,在合并历程中,一些物质将以靠近或远低于光速的速率喷出,从而发生种种电磁征象——短时伽马射线发作、伽马射线余辉和数以千计的新恒星。物质以靠近光速的速率运动会发生费米卫星看到的伽马射线发作,而物质以低速运动会发生数以千计的新恒星,这些恒星被许多光学/红外望远镜捕捉到。
等等,什么是短时伽马射线发作,伽马射线发作余辉和数以千计的新恒星?让我们一个接一个地说。
简而言之,伽马射线发作是天空中某个偏向伽马射线辐射亮度的突然增强,可以说是宇宙大爆炸以来最凶猛的天体爆炸。20世纪90年代初,康普顿伽马射线天文台在考察了数千次伽马射线发作后,做了一个简朴的统计。凭据持续时间,它们分为两类:一类是发作时间跨越2秒的长时间伽马射线发作,另一类是发作时间短于2秒的短时间伽马射线发作。经由深入研究,发现这两次伽马射线发作具有完全差别的起源。
凭据现在的明白,无论是大质量恒星坍缩发生的长时间尺度的伽马射线发作,照样双密度恒星发生的短时间尺度的伽马射线发作,只管中央天空的履历是差别的(要么是黑洞,要么是旋转极快的磁性恒星),伽马射线发作发生的机制及其随后的演化可以用一种称为“火球模子”的理论来注释。在这个理论中,中央天空将在一段时间内发生一个相对延续的极端相对论喷流,这意味着被喷射的物质将以靠近光速的速率沿着天体的旋转轴向外运动。由于喷射出的物质之间存在细小的速率差异,这导致它们相互碰撞,将自身运动的动能转化为气体粒子的热能,然后在磁场的作用下发生我们看到的高能辐射,即早期的伽马射线,这很好地注释了我们看到的伽马暴。大质量恒星发生的喷流时间很长,而两颗中子星合并发生的喷流时间很短,这导致了我们考察的差异。
双子座合并
这些恒星周围有星际气体介质。在相互住手碰撞后,喷射物质将继续向外运动,并与周围的气体介质相互作用,将自身运动的能量传递给周围的星际气体。星际气体被加热发生强烈的辐射,这被称为伽马射线余辉。它的能谱带将从x光延伸到无线电波段。在一定程度上,余辉的强度与周围星际气体的密度有关。密度越高,余辉越亮。
这个与引力波有关的GRB属于短时标GRB,由于费米卫星考察到的发作时标是0.7秒。此外,引力波效果和电磁波考察拟合效果都与合并双中子星的预期一致。例如,引力波波形的拟合告诉我们中子星的质量,这与中子星的质量局限是一致的。
在合并两颗中子星的历程中,约莫1/1000到1/100的太阳质量被向四面八方抛出,其形状类似于球体。这些喷射出的物质通过快中子俘获发生大量重元素。这些元素异常不稳定,可以迅速衰变,发生辐射来加热抛射体,从而使它们发出明亮的可见光和近红外辐射。它们的亮度通常会到达新星的一千倍,以是它们被称为“新星”。由于这一千颗新星异常靠近地球,它异常明亮,是之前探测到的短时伽马射线发作距离的十分之一。
这种引力波征象发生在南方天空中的蛇座,在北方的天空中用望远镜很难看到。因此,中国的大多数望远镜都无法考察到它,如新建的FAST和许多光学望远镜(云南丽江的2.4m望远镜,国家天文台兴隆天文台的2.16m光学望远镜等)。)。
然而幸运的是,中国有两台望远镜介入考察。一个是位于南极洲圆顶A的50厘米南极光学望远镜(AST3)。项目负责人是紫金山天文台研究员王利凡。引力波源信息宣布后约一天,AST3望远镜对该目的源进行了考察。那时,南极的冬天刚刚已往,目的物体的地平线相对较低。由于太阳的限制,天天有近2小时的考察时间。望远镜最终考察了10天,最终获得了目的天体的光变曲线,这与巨新星理论的展望高度一致。
另一个介入考察的人是一个硬X射线调制的太空望远镜(也被称为眼睛)。在考察新闻宣布的时刻,这个事宜正好在它的考察局限之内。不幸的是,只管眼睛是这一能量局限内最敏捷的考察装备,但它未能探测到0.2-5兆电子伏能量局限内的任何电磁信号,这可能与伽马射线发作不完全适合我们这一事实有关。
这是人类历史上第一次同时探测到引力波和电磁波。它将成为引力波天文学中另一个异常重要的里程碑。这一探索为我们解决了一些疑问,但也提出了更多的问题。像历史上所有的天文发现一样,这是一个胜利,也是人类好奇心的一个新的起点。多信使引力波天文学时代的帷幕就这样拉开了,我们信赖在人类团结合作的气力下,更多的宇宙之谜将会一个接一个地揭开。
据了解,宣布这一新闻的天文台有全球数十家天文机构,以及来自约70家天文台的科学家代表,包罗中国的南京紫金山天文台、清华大学LIGO工作组、欧洲南方天文台和澳大利亚的奥兹格拉夫团队。
新闻宣布会将在华盛顿特区的国家新闻俱乐部举行两次新闻宣布会,宣布引力波探测的新发现和细节。
事实上,边肖发现美国宇航局也知道周一见。然而,科学发现总是令人期待。让我们看看美国宇航局将宣布什么惊人的发现。
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