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国际科学团队观察两颗中子星碰撞引力波

国际研究团队,包括来自太空科学组的天文学家 ucd物理学院,365体育,已宣布发现光 - 电磁辐射 - 与引力波源有关。

先进的ligo和高级处女座团队首次报道了引力波源(gw170817)的探测,这与两颗中子星的合并是一致的。还从同一天空区域检测到伽马射线,然后是光学和红外辐射。

引力波,时空结构中的涟漪,是阿尔伯特爱因斯坦一个世纪前在他的广义相对论中首次提出的。


还有来自动画。当中子星碰撞时,一些碎片在几乎以光速移动的粒子射流中爆炸,产生短暂的伽马射线。 信用:美国宇航局的戈达德太空飞行中心/ ci实验室

这个理论预测质量的存在会在时空中引起曲率,并且当大质量物体(如黑洞)合并时,这种曲率可以被改变,从而在整个宇宙中发出涟漪或引力波。当这些涟漪到达地球时,它们几乎难以察觉。

2015年9月,来自20多个国家的科学家合作开发了一种探测器,即位于美国的先进激光干涉仪引力波天文台(aligo),它首次被观测到引力波,其灵敏度足以证实它们的存在。 2017年诺贝尔物理学奖最近被授予kip thorne,barry barish和rainer weiss这一发现。

自13亿年前两个黑洞碰撞引起的第一次引力波探测以来,aligo与位于意大利比萨的先进处女座(avirgo)探测器一起观测到了来自其他几个来源的引力波。

在所有情况下,到目前为止,探测到的引力波来自黑洞的合并,大约是我们太阳质量的30倍,尽管天文学家进行了搜索,但是对伽马射线,X射线,光学系统敏感的望远镜没有找到对应物。 ,红外线或无线电波。

2017年8月17日,两颗紧凑的恒星残余物(称为中子星)合并的引力波被三个aligo / avirgo系统中的两个探测到。

不到2秒钟后,美国国家航空航天局的费米伽马射线望远镜和esa的整体卫星从同一天空区域探测到伽马射线。这两颗卫星都发现了伽马射线爆发,这证明了一些伽马射线爆发是由中子星的合并引起的。

中子星是大质量恒星在其生命末期可以产生的超密集残余物,如果这些恒星合并,可以产生引力波和伽马射线,例如aligo / virgo,fermi和integral分别观测到的那些。

中子星合并的详细信息,它与伽马射线爆发的联系,以及这种联系的物理意义,今天发表在aligo / virgo,fermi和整合团队的天文物理期刊信件的四篇论文中。


两个合并的中子星的例证。波纹的时空网格表示从碰撞中传出的引力波,而窄波束表示在引力波后几秒钟射出的伽马射线的爆发。还描绘了从合并恒星中喷出的旋转云层 - 这些云层发出可见光和其他波长的光。 
学分:国家科学基金会/ ligo / sonoma州立大学/ a。 SIMONNET

此外,这些发现引发了前所未有的后续观测活动,利用地面和太空中的望远镜,涉及六大洲的3500多名科学家。该活动的目标是确定是否有其他波长的合并事件的迹象。

在同一天发表的自然报纸上,由一个团队领导 斯蒂芬教授女王大学贝尔法斯特宣布发现2017年8月17日发现的第一个可见光和红外光与新引力波源有关。

这一观察对天体物理学具有极大的意义,可能让科学家们解释地球上发现的一些重金属的未知来源。

当首次在光学波长上观测时,这个新的天文瞬态,比太阳的亮度大约1亿倍,尽管距离地球的距离为1.3亿光年。然而,瞬态迅速消退,即使是地球上最大的望远镜,也不可能在几周内发现。

摩根弗雷泽博士,皇家社会科学基金会爱尔兰大学物理学院研究员,365体育,以及自然科学的合着者,分析了从源头获得的第一个数据。 欧洲南部天文台在智利的'eso''新技术望远镜'。

这些数据是作为epessto项目的一部分获得的 - 这是一个欧洲范围内的科学家合作,包括大学都柏林科学家,研究天文瞬变。

利用eso数据,包括dr fraser在内的天文学家能够证明瞬态行为与“千诺瓦”的理论模型相匹配,这是一种由两颗中子星合并产生的罕见事件。

“自2年前首次发现引力波以来,天文学家一直在努力寻找光波长的对应物,”摩根弗雷泽博士说。

“现在,随着[这个]宣布,我们正在看到一个新的”多通道天文学“领域的曙光,在那里探测电磁波谱中的瞬态,以及引力波,为宇宙打开了一个全新的窗口。

“来自eso望远镜的数据也使得该团队能够在中子星合并后识别遗骸碎片中铯和碲的可能特征。发现这些元素是了解宇宙中重元素来源的重要发现,“他解释说。

“我们现在可以有信心地说,地球上的铯和碲,例如原子钟,电子和太阳能电池板中使用的铯和碲,将由我们银河系中的两颗中子星合并产生,超过4.5十亿年前。“

副教授希拉麦克布林,ucd物理学院,费米伽马射线爆发监测小组成员和共同作者今天在天体物理学期刊上发表的三篇论文,专注于费米卫星发出的伽马射线观测,“探测短片与二元中子星合并相关的伽马射线爆发是向前迈出的重要一步,也是天文学全新时代的开始。“


美国国家航空航天局的费米伽马射线太空望远镜在中子星合并撞击地球的引力波后仅1.7秒就发现了伽马射线爆发,证实了长期存在的联系。检测到爆发的费米的伽马射线爆发监视器可以看到所有的天空都没有被地球挡住。

“长期以来人们推断,短伽马射线爆发是紧凑物体/恒星合并的结果,但它只能通过与引力波源相关联来证明。今天公布的结果是长期愿景和对国际基础研究的持续投资的结果。“

洛林汉伦教授,ucd物理学院,以及今天发表在天体物理学杂志上的一篇论文的共同作者和一篇关于从整体卫星gw170817独立探测伽马射线的自然报纸上说,“保持对伽马射线天空的访问”对于今天宣布的这些惊人发现所揭示的多信使天体物理学新兴领域的进展,更加敏感的设施将是必不可少的。

“这些发现为支持爱尔兰天文学家参与在基础研究前沿运作的国际财团提供了动力,其规模是任何一个研究所或国家都无法实现的。”

安东尼奥·马丁 - 卡里略博士,ucd物理学院,以及今天发表在天文物理杂志上的文章和自然的共同作者,他们在视觉光和伽马射线中探测gw170817,“在过去的30年左右,我们一直在研究伽玛射线爆发试图了解它们的性质和起源。然而,当我们看到任何产生的伽马射线爆发时,它就消失了。“

“引力事件gw170817与短伽马射线爆发的联系,使我们第一次有可能研究伽马射线爆发祖先的特性。这一发现使我们能够开始测试伽马射线爆发理论,并提高我们对这些极其强大的事件的理解。“

三位科学家来自 都柏林高等研究院 (dias)宇宙物理学院是参与这项发现的4500多名科学家的全球团队的一部分:教授 felix aharonian, 教授 卢克戴尔 和卡洛罗莫利博士。

拉纳三文鱼,一个爱尔兰研究委员会资助的ucd物理学院的博士生,也与自然报纸上的弗雷泽博士合作。


八月的第一个标志。 2017年3月17日,中子星合并是美国国家航空航天局的费米伽马射线望远镜(上图)看到的短暂伽马射线爆发。不久之后,ligo科学家报告探测到在费米爆裂前1.7秒到达的引力波(中间)。不久之后,科学家分析了来自欧洲航天局整体航天器的伽马射线数据,也报告了爆发(底部)。报告时间标签。 信用:美国宇航局的戈达德太空飞行中心,caltech / mit / ligo lab和esa

科学期刊文章的详细信息:

天体物理期刊信件的详细信息:

  • 雅培,b.p。等,“二元中子星合并的多信使观察”,2017年,apjl,印刷中, http://doi.org/10.3847/2041-8213/aa91c9
  • 雅培,b.p。等,“来自二元中子星合并的引力波和伽马射线:gw170817和grb 170817a”,2017,apjl,印刷中, //doi.org/10.3847/2041-8213/aa920c 
  • goldstein,a。,et al。,“具有特殊意义的普通短伽马射线爆发:grb 170817a的fermi-gbm检测”,2017,apjl,vol。 848,第2期,正在印刷中。 //doi.org/10.3847/2041-8213/aa8f41     
  • savchenko,v。,et al。,“与重力事件gw170817重合的第一个瞬发伽马射线信号的积分检测”,2017,apjl,印刷中, //doi.org/10.3847/2041-8213/aa8f94

通过: 员工作家,ucd大学关系