AST3-2在8月18日觀測窗口期內(nèi)引力波光學(xué)信號（紅色方框內(nèi)）

北京時間16日晚上10點(diǎn)，南京紫金山天文臺對外發(fā)布了一項最新的重大發(fā)現(xiàn)。中國南極巡天望遠(yuǎn)鏡追蹤探測到首例引力波事件光學(xué)信號。

據(jù)了解，2016年2月11日，美國地基先進(jìn)激光干涉引力波天文臺LIGO宣布探測到來自雙黑洞并合的引力波輻射，一舉證實(shí)了廣義相對論給出的黑洞和引力波兩大預(yù)言。今年10月，諾貝爾物理學(xué)獎授予LIGO的三位奠基者。在此之前，8月17日， LIGO和VIRGO（歐洲“室女座”引力波探測器）共同探測到的引力波事件GW 170817，是人類首次直接探測到由兩顆中子星并合產(chǎn)生的引力波事件。隨后的幾秒之內(nèi)，美國宇航局Fermi伽瑪射線衛(wèi)星和歐洲INTEGRAL衛(wèi)星都探測到了一個極弱的短時標(biāo)伽瑪暴GRB 170817A。隨后，全球有幾十臺天文設(shè)備對GW 170817開展了后隨觀測，確定這次的引力波事件發(fā)生在距離地球1.3億光年之外的編號為NGC 4993的星系中。從北京時間2017年8月18日21:10，即距離引力波事件發(fā)生24小時后，中國南極巡天望遠(yuǎn)鏡AST3合作團(tuán)隊利用正在中國南極昆侖站運(yùn)行的第2臺望遠(yuǎn)鏡對此次引力波事件進(jìn)行了有效的觀測，此次觀測持續(xù)到8月28日，期間獲得了大量的重要數(shù)據(jù)，最終探測到了第一例來自雙中子星合并的光學(xué)對應(yīng)體信號。

這些數(shù)據(jù)揭示了此次雙中子星并合拋射出約1 %太陽質(zhì)量，相當(dāng)于超過3000個地球質(zhì)量的物質(zhì)，這些物質(zhì)以0.3倍的光速被拋到星際空間，拋射過程中部分物質(zhì)發(fā)生核合成，形成比鐵還重的元素。因此，這次引力波光學(xué)對應(yīng)體的發(fā)現(xiàn)，證實(shí)了雙中子星并合事件是宇宙中大部分超重元素，例如金、銀的起源。

第二臺南極巡天望遠(yuǎn)鏡AST3-2

據(jù)介紹，AST3-2是我國在昆侖站安裝的第二臺南極巡天望遠(yuǎn)鏡。其有效通光口徑50厘米，是南極現(xiàn)有最大的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，并且完全實(shí)現(xiàn)了極端環(huán)境下的無人值守全自動觀測。目前，AST3-2主要進(jìn)行超新星巡天、系外行星搜尋、引力波光學(xué)對應(yīng)體探測等天文前沿研究。

【新聞背景】

來自中子星并合的引力波

引力波是一種不同尋常的波動。簡單來說,引力波是當(dāng)物質(zhì)的分布隨時間發(fā)生變化時產(chǎn)生的“時空漣漪”。波一般人都很熟悉,一塊石頭被丟進(jìn)水里在湖面上會產(chǎn)生的波紋。但時空的波動和物質(zhì)的波動確有根本區(qū)別。當(dāng)引力波從宇宙深處傳到地球表面的時候,地球上所有的物質(zhì)都會隨之波動,不管重如泰山或輕如鴻毛都會一起隨引力波波動。不僅如此,所有的時鐘無論多么精確都會相應(yīng)的時快時慢。1916年,愛因斯坦的廣義相對論預(yù)言了引力波的存在。此前，廣義相對論的其它預(yù)言都已獲觀測驗(yàn)證,唯有引力波是愛因斯坦廣義相對論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中最后一塊缺失的“拼圖”。

2016年2月11日,美國地基先進(jìn)激光干涉引力波天文臺宣布探測到來自雙黑洞并合的引力波輻射,一舉證實(shí)了廣義相對論給出的黑洞和引力波兩大預(yù)言。2017年10 月諾貝爾物理學(xué)獎也授予LIGO的三位奠基者。然而,引力波信號微弱,探測的難度非常大。中子星并合和GW 170817 中子星并合過程中產(chǎn)生強(qiáng)烈的引力波輻射,是探測器的主要觀測對象,也是天文學(xué)家最關(guān)注的引力波電磁對應(yīng)體的目標(biāo)源。此次LIGO和VIRGO共同探測到的引力波事件GW170817, 是人類首次直接探測到的雙中子星并合產(chǎn)生的引力波事件。這也是人類首次將電磁波信號與引力波信號毫無疑義地聯(lián)系在了一起。引力波和電磁信號的同時探測,可以揭示宇宙超鐵元素的起源、高精度測量引力波的速度以及檢驗(yàn)愛因斯坦等效原理。

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