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探测引力波事件的“中国身影”—新闻—科学网

发布时间:2017-12-03 阅读:

  “中国人物”侦测引力波事件 - 新闻中心 - 科学网

  10月16日22时,天文学进行了一项重大活动。国家科学基金会召开新闻发布会,宣布8月17日LIGO和处女座引力波探测器首次发现两颗中子星合并产生的引力波事件。

  在这个天文革命中,中国缺席。中国科学院研究人员开始在几分钟之内就开始忙于观察初步调查,而中国则活跃在其影子之中。

  风镜记录了历史性的时刻

  到目前为止,中国科学院高能物理研究所伽玛风暴与掠射望远镜引力波电磁观测项目组负责人熊少林也清楚记得他收到引力波事件。

  8月17日晚,本来是一个正常的晚上。 LIGO当晚10点钟举行了一个国际视频会议,但9点钟我收到两个中子星合并的消息。熊少林回忆,一开始我以为这只是一个考验,没想到是真的,不敢相信我的眼睛。

  GW170817,让这个平凡的夜晚载入历史。

  中国科学院高能所眼科设计高能望远镜主任刘聪告诉“中国科学报”记者:当天晚上接到消息后,我们非常兴奋,目光首席科学家张双南立即赶到从房子到会议室,晚上大概12点钟,大家开始收集分析数据,一直忙到凌晨两三点。

  在引力波事件发生的时候,世界上只有四台X射线和伽玛射线望远镜成功地监测了爆发区域,格利维采望远镜就是其中之一。

  熊少林解释说:不同波段的望远镜观测范围不同,伽马射线等波段相比很特殊,只有在引力波爆发的那一刻。如果我们看引力波电磁对应物的高能辐射,我们称之为引力波闪光,在引力波爆发前后的几十秒内必须对其进行监测。引力波事件发生在南天,北半球许多地基望远镜看不到。然而,护目镜望远镜在空间中运作,不受其地理位置的限制。

  由于在MeV能量范围为0.2-5MeV的情况下,眼睛具有最大的接收面积和最佳的时间分辨率,GRB170817A的检测能力在MeV能量范围内是最高的,并且引力波在MeV能量范围内闪烁。属性给出了一个严格的上限,这就是为什么眼睛是重要的。

  刘从战说:引力波耀斑光谱比较软。张双南的局长接到信息后,立即决定调整卫星姿态,扫描LIGO给出的可能的引力波,但是引力波区域和太阳距离近,眼睛未能扫描到然而,即使没有明确的引力波闪光能量的显着信号,我们的观测仍然存在显着的理论模型的局限性。

  这一次,我们的反应非常快。在70多支队伍中,中国护目镜是第七次报告成果。在论文的主要部分中,对引力波事件的观察有一些瞥见。熊少林说。另外,“风镜”的详细分析结果已于10月16日以独立论文的形式在英文版“中国科学:物理力学天文学”的网页上发表。

  熊少林称这是一个历史性的时刻。这是第一次观测到同一个天文事件的引力波和电磁波,这意味着它不仅能看到它的影子,而且还能看到它的声音,比如有点像2D电影升级。 3D电影,已添加一个维度,产生1 + 1 2效果。天体物理学研究也进入了一个新时代。

  当检测到引力波爆发区时,目测操作只需2个月。通过Gogo辅助探测器的创新使用,项目组获得了检测伽马射线和引力波电磁对口的附加能力,使其成为世界上最重要的伽马射线暴风暴监测设备之一。大大扩展了望远镜的科学产量。

  刘从战说,庆伯将监测引力波电磁对口,并将成为例行公事。只要LIGO发现,我们一定会监控它。

  勇敢的望远镜冒险

  在LIGO发现引力波信号后,世界各地使用了50多个天文设备对GW170817进行了详细的观测。南极洲太空望远镜的AST3小组还使用在南极作业的AST3-2对GW170817进行了深入的观测。

  南极天文研究中心主任,中国科学院紫金山天文台研究员王立凡说:“AST3望远镜位于南极洲最高点Dome A,地理纬度为 - 80度和22点GW170817虽然位于南天区,天球的偏角是-23度,22分和53.350秒,这与AST3的地平线非常接近,我们需要把望远镜指向离地面几十度,而AST3在过去几年的观察中从未指出过如此低的水平。

  此时,A穹顶的漫长夜晚才刚刚结束,这意味着南极最佳观测时段已经过去了。尽管如此,王立凡还是觉得值得一试。

  中国科学院天文光电技术研究所副研究员李晓燕说:南极天文望远镜AST3是南极地区最大的光学望远镜。中国自主研发,运行无人化。为了安全起见,我们为望远镜做了三档限位器。为了进行观察,我们已经放开了主要的软件限制保护,并承担了一定的风险。

  为了避免遇到意想不到的问题,李小燕在软件的传输上感到非常紧张。望远镜配备了世界上最大的单片电荷耦合器件(CCD),非常细腻,由于安全考虑,CCD没有快门,一旦望远镜不能返回到较高的安全位置,就有可能白天太阳直射阳光下烧坏机器。

  但对于AST3团队来说,GW170817是一个非常重要的科学发现,有必要冒险尝试。王立凡说,经过初步测试,我们认为失败的概率是可控的,所以决定开始观测工作。

  北京时间8月18日晚上9时许,星空再次密布在穹顶A的天空之上,在约两个半小时的窗口期间,望远镜成功进行了连续观测,总共21张长曝光图像,这次的数据是最终从两颗中子星的合并中检测到了第一个光学对应信号,为了尽可能接近地记录随着时间​​的推移相应的身体亮度变化,观察持续到8月28日。

  紫金山天文台南极天文中心研究生胡磊说:“当我第一次告诉大家微信我已经发现了GW170817的光信号时,整个团队都非常兴奋。

  引力波观察将继续

  1916年,爱因斯坦的广义相对论预言了引力波的存在,经过101年的探索,引力波今年刚刚获得诺贝尔物理学奖,引力波的国际研究将继续,中国科学家将会很好准备。

  中国科学院高能物理研究所的闪电项目就是其中之一。熊少林说,没有国际专用的设备来检测相应的引力波电磁波。我们在2016年开始计划,并希望在2020年推出。随着最近发现的电磁同行,这项工作更重要和更紧迫。我们期待尽快的项目。

  刘从战说,中国科学院高能物理研究所2016年启动了原有的阿里重力探测计划,将在北半球建造第一颗引力波探测望远镜,在阿里地区建成世界最高海拔西藏开展CMB宇宙微波背景辐射观测和研究,探测大爆炸初期产生的原始引力波事件,并聆听宇宙的起点,这个由黑洞或中子星合并而成的引力波事件由LIGO发现是一个完全不同的起源,至今尚未被发现,如果这个计划能够成功地检测出原始的引力波,对于了解宇宙起源有着重要的意义。

  王立凡说:天文学中很多事情看似偶然,但实际上是不可避免的。这是人类第一次看到引力波,肯定会有一系列的发现。你可以想像,世界上的望远镜肯定会受到关注。快递天文时代已经打开,我们正在计划如何与其他望远镜一起合作,以取得更多的科学发现。

  “中国科学”(2017-11-06第五届创新周刊)

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