“快醒醒!”一位天文学家喊向他的同事|LIGO与中子星碰撞之六大趣闻( 二 )


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2.这一发现太过迅速 , 仍未定位宿主星系 。
LIGO使用两个探测器(分别位于美国路易斯安那州和华盛顿州) , 也只能将其中一个探测信号的来源位置 , 定位在1,000平方度的天空区域内 , 而该区域太大且无法有效缩小范围信号源 。
但是 , 就在这紧要关头 , 位于意大利卡西纳(Cascina)的LIGO姊妹观测站 , 处女座(Virgo)在经过长时间的升级后 , 于该月初恢复运行 。 两台机器一同运作时 , LIGO和处女座可将相互检测到的位置定位在30平方度以内 。
当科学家们注意到费米警报几乎与LIGO和Virgo探测器同时触发时 , 他们进一步缩小了探测范围 。 所以那条“快醒醒!”信息 , 引发了随后快速探测行动 , 以及后来的重大发现 。 费米项目科学家朱莉·麦肯纳里(JulieMcEnery)称 , 那第一个早上为“费米为期9年任务至今 , 最激动人心的早晨” 。
费米伽马射线太空望远镜扫描空中的伽马射线 , 伽马射线是光的最高能量形式 , 当望远镜有所发现时 , 就会发出警报 , 让科学家知晓 。 欧洲伽玛射线观测站INTEGRAL(即国际伽马射线天体物理实验室InternationalGamma-RayAstrophysicsLaboratory)译者注)后来也证实发现了现称为:短时伽玛射线爆发 。 利用LIGO、Virgo和Fermi的观测结果 , 科学家们能够将中子星碰撞的源头缩小到大约50个潜在的宿主星系 。
“快醒醒!”一位天文学家喊向他的同事|LIGO与中子星碰撞之六大趣闻
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3.首次从同一物体上探测到引力波和电磁波 。
伽马射线爆炸探测和产生引力波的中子星合并 , 此二者同时发生 , 这不光有助于定位探测 , 这还标志着电磁辐射(一直谈论从x射线和紫外线到光学和红外波长的光)和引力波第一次可以用于观察一个天体 。 因此 , 用“多波长”已然不足以描述天文研究 , 现如今已经进入了“多信使”天文学时代 。
但是 , 天文学家们并没有止步于伽马射线 。 全球天文界正尝试快速探测这次灾难性事件发生后 , 那逐渐消逝的信号 。 费米国家加速器实验室和布兰代斯大学的马尔塞勒·苏亚雷斯-桑托斯(MarcelleSoares-Santos)认为此举无疑是大海捞针 , 困难重重 。
斯沃普超新星搜索(TheSwopeSupernovaSearch)团队却接受了这个挑战 , 在LIGO探测信号的12小时内 , 他们注意到有一个明亮的光发射 , 来自三台望远镜都感兴趣区域的一个星系 , 这个星系它们之前从未到观测过 。 他们在星系NGC4993中发现的基洛诺瓦事件 , 是第一次从光学角度观察由两颗合并中子星而引发的爆炸 。 仅一个小时内 , 就有六个独立发现与引力波事件相对应 。
在未来几天 , 甚至几周内 , 遍布世界各地的70架望远镜 , 其中包括7个天基观测站以及位于各大洲(甚至在南极洲!)的望远镜 , 都能够在光学、x光、红外线和无线电波长下探测到光源 。
“快醒醒!”一位天文学家喊向他的同事|LIGO与中子星碰撞之六大趣闻
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LIGO的执行董事戴维·雷茨(DavidReitze)称 , 多重探测正在“从无声电影时代转向有声电影时代” 。 LIGO副发言人劳拉·卡多纳蒂(LauraCardonati)称 , 多波长观测和多信使观测的增加 , 使观测范围从“观看黑白的火山图片 , 提升到观看维苏威火山喷发的3D电影” 。 与LIGO合作的天体物理学家 , 薇琪·卡洛吉罗(VickyKalogera)总结道:“我们第一次聆听到两颗中子星的死亡螺旋 , 并目睹了最终合并所产生的火花 。 ”
引力波的发现有助于进一步检验爱因斯坦理论
“快醒醒!”一位天文学家喊向他的同事|LIGO与中子星碰撞之六大趣闻】爱因斯坦不仅预言了引力波的存在 , 而且还预言 , 引力波的传播速度与电磁辐射相同 。 这个传播速度即光速 。 在从LIGO和处女座探测到引力波后不到两秒钟之后 , 费米和INTEGRAL探测到伽马射线爆发 。 由于这两种辐射到达地球望远镜 , 所用的时间差不多 , 故这一巧合提供了强有力的证据 , 证明它们实际上是以相同的速度传播的 。 相对于黑洞合并的探测 , 中子星合并发出的信号越长 , 也可能为广义相对论提供更精确的验证 。