引力波舉世矚目的第二場盛會,中國沒有缺席。北京時間10月16日22時,經(jīng)歷了“重磅預(yù)告”和議論紛紛的一個周末,全球各大科學(xué)機(jī)構(gòu)終于同時揭曉了天文學(xué)界捂得很辛苦的一個大成果:科學(xué)家們首次探測到壯麗的雙中子星并合產(chǎn)生的引力波,及其光學(xué)對應(yīng)體。
這不禁令人想起引力波初次亮相的時候。盡管在2015年就已成功探測到引力波,“激光干涉引力波天文臺”(LIGO)捂到了2016年2月11日,即愛因斯坦提出廣義相對論百年紀(jì)念時才公開消息。
這第二次“大事件”,雖然不如首秀那么舉世震驚,但世界各科研團(tuán)隊(duì)的參與,卻成了一道蔚然壯觀的風(fēng)景線。除了LIGO和歐洲“處女座”(Virgo)引力波探測器“聽”到雙中子星合并產(chǎn)生的引力波信號外,全球共有70個地面及空間望遠(yuǎn)鏡共同指向1.3億光年外的NGC4993星系,“觀看”跟隨引力波而來的光學(xué)信號:X射線、紫外線、可見光、紅外線以及射電波等。
GW170817引力波事件背后的中國全景
中國的身影異常活躍。中科院南京紫金山天文臺和清華大學(xué)LIGO科學(xué)合作組織工作組事先宣布與LIGO等國際組織聯(lián)合發(fā)布成果,先聲奪人;消息揭曉后,中科院、中科院物理所等科研機(jī)構(gòu),《科技日報(bào)》等官方科學(xué)媒體,果殼網(wǎng)、知識分子、知社學(xué)術(shù)圈等知名科普新媒體都紛紛第一時間發(fā)稿,顯是有備而來。透過這“八仙過海”的圖像,我們得以拼出一張GW170817引力波事件背后的中國全景:
時間倒回到北京時間8月17日20時41分,一段持續(xù)了100秒的信號劃過LIGO探測器。數(shù)據(jù)指向了兩個距離地球1.3億光年的相互旋進(jìn)的天體。分析顯示這個天體系統(tǒng)的質(zhì)量沒有雙黑洞大,估計(jì)為1.1~1.6倍太陽質(zhì)量,恰好是中子星的質(zhì)量范圍。
幾乎同時,GRB 170817A伽瑪短暴觸發(fā)了NASA費(fèi)米望遠(yuǎn)鏡(Fermi)的伽馬暴監(jiān)測器。LIGO-Virgo的分析軟件通過比較兩信號,得出結(jié)論:這不太可能只是一個巧合。
中國第一顆空間X射線天文衛(wèi)星——“慧眼”HXMT望遠(yuǎn)鏡,在引力波事件發(fā)生時成功監(jiān)測了引力波源所在的天區(qū),對其伽馬射線電磁對應(yīng)體在高能區(qū)(MeV,百萬電子伏特)的輻射性質(zhì)給出了嚴(yán)格的限制。
自北京時間2017年8月18日21:10起,中國南極巡天望遠(yuǎn)鏡AST3合作團(tuán)隊(duì)利用正在中國南極昆侖站運(yùn)行的第2臺望遠(yuǎn)鏡AST3-2對GW 170817開展了有效的觀測,此次觀測持續(xù)到8月28日,揭示了此次雙中子星并合拋射出約1 %太陽質(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)核合成,形成比鐵還重的元素。來自紫金山天文臺、南京大學(xué)的研究人員參與了其中的數(shù)據(jù)分析。