本报讯 (首席记者许琦敏) 北京时间昨天20时,国际权威学术期刊《自然》及子刊《自然—天文学》在线发表七篇论文,报告了两颗中子星合并带来的各种新发现,它们有助于人们进一步理解天体物理学的众多方面,包括宇宙中的大爆炸的起源和一些重元素的起源。中科院高能物理研究所和中科院紫金山天文台南极天文中心均成功观测,并参与了论文写作。
今年8月17日,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)和意大利“处女座”(Virgo)引力波探测器在4000万秒差距(1.3亿光年)之外的NGC4993星系内,探测到了两颗中子星的合并,此次事件被命名为GW170817。该事件产生了引力波和电磁辐射,在该事件两秒后发生了一次伽玛射线暴。
自北京时间今年8月18日21时10分起 (即距离此次引力波事件发生24小时后),中国南极巡天望远镜AST3合作团队也利用正在中国南极昆仑站运行的第二台望远镜AST3-2对GW170817开展了有效观测,并参与了其中两篇论文。此次观测持续到8月 28日,其间获得了大量重要数据,并探测到此次引力波事件的光学信号。
记者还获悉,我国第一颗空间X射线天文卫星———慧眼HXMT望远镜也对此次引力波事件发生进行了成功监测,为全面理解该引力波事件和引力波闪的物理机制作出了重要贡献,不仅以合作组形式加入了报告本次历史性发现的论文 (即发现论文),而且在论文的正文部分报告了观测结果。
根据《自然》发表的五篇论文以及《自然—天文学》 发表的一篇论文,在GW170817事件中,还产生了伽玛射线、X射线、可见光和红外光。这些论文揭示了该事件的特征,包括颜色 (先蓝后变红) 和几何特征。论文所报告的辐射特征印证了长期以来的一种预测:双中子星合并会喷射辐射物质———低亮度爆发事件“千新星”的一部分。上述研究还表明,中子星合并是宇宙中部分超铁元素的主要来源。其中一篇论文报告称对一束高速物质喷流的观测可能离轴,这或有助于解释为什么伽玛射线暴通常看上去比较暗。
在另一篇《自然》论文中,作者利用GW170817的特性测量了哈勃常数———一种用于描述宇宙扩张的测量单位。作者使用宿主星系距离计算出的哈勃常数约为70千米/每秒/百万秒差距,与之前的预估值一致。
在相应的新闻与观点文章中,相关专家总结道:“GW170817为人类提供了一个难得的机会来推动物理学和天体物理学多个领域的进步。”