最强引力波信号呈现 一图读懂它和你什么关联 引力波

发布日期:2021-03-10 05:39   来源:未知   阅读:

  所谓伽马射线暴,是天空中某一个方向伽马射线辐射忽然增亮的现象。根据伽马射线暴时间擅长或短于2秒,可分为长暴与短暴。科学家认为,长伽马射线暴与大质量恒星塌缩形成黑洞的过程相干,短伽马射线暴则源自双中子星并合或中子星与黑洞并合。前者已被大批观测所证明,后者却一直没有找到直接观测证据。

  迄今最强的引力波信号

  等待中的电磁对应体

  在8月17日探测到的并合中,科学家尚不明白,最终是造成了更大质量的中子星,仍是黑洞。但已知的是,新天体的质量约为2.74倍太阳质量,而在这个过程中丧失的质量,重要转化成引力波跟电磁波,辐射向宇宙各个方向。

  巨新星则是1998年北京大学传授李立新(当时为普林斯顿大学博士生)与普林斯顿大学已故教授Bodhan Paczynski合作提出的构想。“双中子星并合时向外抛射的物质会通过快中子过程形成金、银等重元素,并形成光学和近红外辐射。” 李立新说,这些辐射现象比超新星的亮度暗100倍,比一般新星亮1000倍,被称为巨新星或千新星。

  “这个结果来得太快,本认为要在2020年左右才干观测到第一例双中子星并合。”中科院紫金山天文台研究员吴雪峰在接收科技日报记者采访时难掩兴奋。

  “8月份,南极的冬天刚从前,目标天体的地平高度较低,天天有2个小时左右的观测时光。8月18日起,咱们进行了10天的观测,取得了目标天体的91幅图像,并终极得到目的天体的光变曲线,与巨新星实践猜测高度吻合。”吴雪峰表现。

双中子星并合过程中的物质抛射和喷流形成数值模拟

  2013年以来,科学家已经发现多个巨新星候选体。“它们之所以只能被称为候选体,是因为只有两个光学信号点,并没有失掉光变曲线,特殊是没有同时观测到引力波,用以佐证它们来自双中子星并合。”吴雪峰说。

  引力波与电磁波携带着天体不同类型的信息。引力波及其电磁对应体的发现,有助于科学家结合不同信息研究天体的性质,并检修宇宙的根本规律。

  8月17日,LIGO与Virgo的三台探测器先后接受到引力波信号GW170817。在探测到引力波信号GW170817后的1.7秒,美国国度航空航天局(NASA)的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,位于智利的Swope望远镜讲演在星系NGC4993中观测到晶莹的光学源。在接下来的几个星期里,无数望远镜将眼光对准这片天区,记载下这一事件发生之前100秒至之后几个礼拜的信号。

  “目前观测到的双中子星并合引力波绝对来说都比较近,因此能为天文学家寻找巨新星提供参考。”Ik Siong Heng说。而在伽玛暴研究方面,引力波能提供双中子星及并合物的质量、自旋等信息。“这些基础特征能让天体物理学家构建模型,解释观测到的伽玛暴辐射。” ,河北省人大常委会副主任张杰辉涉嫌重大违纪被查 张杰,8884432.com;

  LIGO与Virgo的探测目标是恒星级致密天体,也即黑洞、中子星之间并合发出的引力波。在这一探测范畴内,双中子星并合、中子星与黑洞并合被认为是可能的引力波电磁对应体候选者。在LIGO发展的早期,双中子星并合曾被以为是引力波观测的重要目标。

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  与双黑洞并合不同,双中子星并合过程不仅向外辐射出引力波,还会在多个波段发出电磁辐射,从而被望远镜观测到。那些在发出引力波同时,又被望远镜观测到的天体被称为引力波的电磁对应体。

激光干预引力波地理台(LIGO)

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  这是人类第五次探测到引力波。然而科学界的高兴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的四个引力波信号不同,这次探测到的引力波信号GW170817来自1.3亿光年外两颗并合的中子星,而且科学家第一次同时观测到了引力波及其电磁对应体,以及科学家预言的巨新星景象。

  测验宇宙法则的新信使

  “最初GW170817信号达到时,LIGO位于美国路易斯安那州利文斯通的探测器数据中存在杂散噪声。根据这些噪声的特点,我们将它从剖析中扣除了。”Ik Siong Heng说,尔后研讨职员确认在此期间不人为的模仿信号注入,那些信号确切来自遥远的天体。

  “这是我们迄今观测到强度最强的引力波信号,比第一次观测到的双黑洞引力波信号要强得多。”LIGO科学合作组织暴发源分析组联席主席、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表示,它与之前的双黑洞绕转发生的引力波信号异常相似,但连续时间更长。“探测器中GW170817信号持续时间超过1分钟,之前的双黑洞并合引力波信号只有1秒左右。”

义务编纂:张岩

  在最新的观测中,LIGO科学配合组织进行了这个尝试,得出的哈勃常数数值为70公里/(秒?百万秒差距)。“因为测量过程须要用到引力波的波形信息,目前这一测量并不正确。”朱宗宏说,“将来联合引力透镜方式,有望将哈勃常数的误差制约在1%之内,这个精度远高于目前光学波段的测量精度。”

  找到金银等元素出生地

  “有多名学者对巨新星理论进行过完美,这次的观测成果十分吻合完善后的理论构想。”李立新说。

  天文学家为何对引力波的电磁对应体如斯感兴趣?“引力波都是一次性的,无法反复观测。其电磁对应体则不是这样。”北京师范大学天文学系副教授高鹤说明说,“此外引力波信号自身存在必定缺点,比方信号非常幽微,信号源的定位误差无比大,仅仅应用引力波探测无奈确认信号来自哪里。” 高鹤说,电磁波段是目前发展最完善、理论研究最透辟的观测窗口,也是现有探测手腕与探测仪器最丰盛的窗口。“只有实现了引力波与电磁波的联合探测,才可以证认引力波源的天体物理来源,并对其天体物感性质发展进一步的研究。”

  原题目:引力波的源头,终于呈现在视线中,图读懂它和你有什么关系

双中子星并合后发出短伽玛暴和巨新星辐射的示用意

  在此次观测中,科学家捕获了引力波信号、短伽马射线暴信号以及光学信号。后续分析证实这些信号互相关系,均来自中子星并合。我国在南极大陆装置的南极巡天千里镜AST3也捕捉了并合的光学信号。

  “理论上所有双中子星并合都会形成巨新星。但通常它们比拟暗弱,因而能不能看到取决于它们与我们的距离。”李立新说,荣幸的是,这两颗中子星离我们并不遥远。

  依据这些记载,迷信家还原出故事产生的进程:在间隔地球1.3亿光年的长蛇座星系NGC4993中,两颗中子星互相绕转。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,直至最终碰撞在一起,构成新的天体,并发出电磁辐射。

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  传言终获证明。北京时间10月16日22点,激光干涉引力波天文台(LIGO)科学协作组织和童贞座引力波探测器(Virgo)合作组织结合召开宣布会,发布再次探测到时空的涟漪。

  例如哈勃常数,它是权衡宇宙膨胀速度的主要参数。目前,可通过测量Ia型超新星、重子声波震动、宇宙微波背景等多种方法得到其数值。然而,跟着探测精度的进步,测量值的不合越来越显著。例如通过测量邻近Ia型超新星得到的哈勃常数数值,显明大于普朗克太空卫星通过宇宙微波背景观测得到的哈勃常数数值。引力波及其电磁对应体的发明,将提供测量哈勃常数的独破渠道。“能够通过引力波波形得出波源的距离,由电磁波对应体供给红移信息,根据距离红移关联丈量哈勃常数。”北京师范大学天文系教学朱宗宏说。

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  根据观测到的引力波信号,科学家估算出两颗中子星的品质、半径,并对其密度给出了守旧的限度,辅助消除了那些对中子星密度估量过低的理论模型。“引力波信号GW170817的演化,尤其是濒临并合阶段的信号演变,受到中子星本身性质的影响。假如中子星更致密一点,或者更稀松一点,引力波的信号都会不同。”Ik Siong Heng说。

  注:文中图片除注明外均来自网络

  中子星是恒星演变末期形成的类致密天体。固然它的半径只有十多少公里,质量却与太阳相称。中子星到底有多硬?其内部物资以何种状况存在?这些始终是科学家感兴致的问题。

  科学家对这次观测高兴不已,还因为观测将双中子星并合与短伽马射线暴直接接洽在起,并首次观测到巨新星现象,让科学家可能深刻懂得双中子星并合的物理过程。

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