
这张由美国国家科学基金会、美国“激光干涉引力波天文台”、索诺玛州立大学和A. Simonnet提供的效果图显示的是两个合并中的中子星。(图片来源:新华社)
【欧洲时报网】10月16日,天文学界一个重磅消息“从天而降”,一举“炸”出了将人类科学与认知的新高度。
综合媒体报道,当天,美国引力波天文台“LIGO”和欧洲引力波探测器“VIRGO”团队联合发布消息称,观测到了在距离地球1.3亿光年的星系,互相绕转的2个非常高密度恒星“中子星”靠近合并发出的引力波。包括中国科学院紫金山天文台在内,全球的团队也宣布观测到了刚合并后放出的光,确认了双中子星合并一事。
这是人类首次同时探测到引力波及其电磁对应体,人类历史上第一次既“听到”同时又“看见”引力波事件,印证了“双中子星并合不仅能产生引力波,还能产生电磁波”的理论预言,因此有评论称人类“正式开启了引力波天文学时代”。
值得注意的是,与以往的太空竞赛不同,此项事件是在美、中、欧等全球团队共同合作并见证的共同成就。

中科院南极天文中心16日22时通报,南极巡天望远镜AST3-2于今年8月追踪到一次重要引力波事件GW170817的光学对应信号。图为2016年12月30日拍摄的南极巡天望远镜AST3-2。(图片来源:新华社)
观测引力波 欧洲功不可没
引力波又称为“时空涟漪”。1916年,爱因斯坦基于广义相对论预言,剧烈的天体活动会带动周围的时空一起波动,这就是引力波的由来。此后百年间,科学界一直在寻找引力波的存在。
在引力波研究领域,美国可以说是目前全球范围内当之无愧的执牛耳者。从2015年9月到今年1月,美国的“LIGO”曾先后3次单独探测到引力波。今年10月3日,3名美国科学家更是凭借为“LIGO”探测器建设和发现引力波所作贡献一举夺得2017年诺贝尔物理学奖。
随着空间探索领域国际合作的不断加深,中国、欧盟等航天大国也逐渐参与到引力波的监测和研究中,并发挥愈加重要的作用。
在本次观测事件中,欧洲“Virgo”引力波探测器可谓功不可没。早在今年8月,“LIGO”和“Virgo”共同探测到的引力波事件GW170817,这是人类首次直接探测到由两颗中子星并合产生的引力波事件。
中新网报道,Virgo则主要是由法国国家科学研究中心(CNRS)、意大利国家核物理研究所(INFN)和荷兰、波兰、匈牙利等5个欧洲国家合作组织所组成,名称来自约包含1500个星系、距离地球约5000万光年的处女座星系团。

10月16日晚,中国科学院紫金山天文台在南京就“引力波事件首例光学信号”进行新闻发布,图为发布会现场。(图片来源:中新社)
中国“慧眼”助力引力波探测
中国科学界也为本次引力波观测作出了积极的贡献。中新网报道,16日晚间,中国科学院紫金山天文台宣布:南极巡天望远镜AST3-2于今年8月成功追踪到一次重要引力波事件GW170817的光学对应信号。
另据中新社报道,中国科学院高能物理研究所发布,中国首颗空间硬X射线调制望远镜卫星“慧眼”参与了监测并作出贡献。
由于该引力波事件意义重大,天文学界使用了大量的地面望远镜和空间望远镜进行观测。但在引力波事件发生时,仅有4台X射线和伽马射线望远镜成功监测到爆发天区,其中就有“慧眼”。
“慧眼”由中国国家国防科技工业局与中国科学院联合资助建造,于2017年6月15日发射升空,目前仍处于试运行阶段。“慧眼”不仅在引力波事件发生时成功监测了引力波源所在天区,还对其伽马射线电磁对应体(简称“引力波闪”)在百万电子伏特(MeV)高能区的辐射性质给出严格限制。
目前,空间引力波探测已被列入中国科学院制订的空间2050年规划中。而我国主要的三个大型引力波探测项目:太极计划、天琴计划和阿里实验计划,则均与LIGO一样,都是利用激光干涉的方式,对引力波进行探测和研究。
在“慧眼”的技术基础之上,中国科学院高能物理研究所提出了专门探测引力波闪的引力波高能电磁对应体全天监测器项目(GECAM),并将其命名为“闪电”。

10月16日,在位于南京市的中科院紫金山天文台举行的新闻发布会现场,中科院紫金山天文台研究员吴雪峰介绍相关研究情况。(图片来源:新华社)
一次观测何以震动全球天文界?
人类观测到中子星引力波的消息一经报道,便登上了全球各大媒体,引起全球天文界震动。这样一次观测,到底意味着什么?它到底有何“能量”吸引全世界的目光呢?
首先,这是人类第一次探测到双中子星合并。新华社报道,“LIGO”项目组成员、美利坚大学天体物理学家格雷戈里·哈里表示,此前观测到的引力波均来自黑洞。黑洞完全由扭曲时空构成,本质上没有物质,而中子星却是一个切实星体,因此能深入了解核物质的行为。
中国网介绍,中子星是拥有太阳数倍质量的恒星燃尽后爆炸,在较重的中心部分留存的高密度天体。当恒星远远更重时,会形成黑洞。
其次,这是人类第一次同时观测到来自同一个天文事件的引力波和电磁波,使得确认宿主星系成为可能。这一事件展示了引力波与电磁波等不同研究团队之间开展合作的重要性,也标志着“多信使天文学”跨入新时代。
第三,地面红外望远镜探测到了中子俘获过程,从而第一次提供确凿证据证实了中子星合并就是宇宙金、铂等超铁元素的主要起源地。
更值得一提的是,这一最新观测成果,让“星际穿越”的大胆想象或许成为可能。中新网报道,*京大南**学天文与空间科学学院院长周济林表示,此次研究证实,黑洞和黑洞合并仍是黑的,但双中子星合并可以发光,还能被看见。“可以大胆设想,时空穿梭、星际穿越是有可能的。”
(编辑:泽勤)