当前位置:欧冠购彩万博manbetx > 电子科技 >

清华大学LIGO科学合作组织发布最新引力波研究成

发布时间:2017-12-03 阅读:

  清华大学LIGO科学合作组织发布了最新的引力波研究成果 - 新闻 - 科学网

  艺术家对合并中的两颗中子星的想象,一束窄光束代表伽马射线风暴,而一个扭曲的时空网格标志着合并产生的各向同性的引力波,旋转的物质是一种物质,被从合并的二进制弹出,可能导致一个低能量的电磁信号源(来源:国家科学基金会/ LIGO /索诺玛州立大学/ A. Simonnet

  在科学家首次直接发现两颗中子星合并引力波后,清华大学信息科学研究院LIGO科学合作工作组于10月17日发布了最新的引力波检测与研究成果。

  清华大学LIGO科学合作组织负责人曹俊伟告诉“中国科学报”记者:这是人类历史上引力波天文台等望远镜首次观测到的同一天体物理事件。这一发现打开了等待天文学重力波天文学的长期多信使新窗口,为电磁天文学单独了解中子星的性质提供了一个新的机会。

  LIGO-Virgo的结果发表在Physical Review Letters杂志上,LIGO-Virgo与其他天文学家合作的一系列文章也被Astrophysical News and Nature所接受。

  双中子星系统发现

  中子星是迄今已知的最小和最紧凑的恒星,它们是在进化的最后阶段由大质量恒星的超新星爆炸形成的。中子星的直径约20公里,非常密集。一茶匙中子星物质的质量可达10亿吨。

  双中子星为广义相对论的观测提供了强有力的检验,其中包括支持引力波存在的第一个确凿证据。在LIGO发展初期,双中子星组合被认为是重力波观测的主要目标。

  清华大学LIGO科学合作小组成员范希龙表示,LIGO资料显示,距离地球1.3亿光年的两个天体相互作用,天体的质量不如黑洞。相反,两个进动天体的质量估计是太阳质量的1.1到1.6倍,正好是中子星的质量范围。噪声背景分析表明,这种强度的信号是由一致的随机噪声产生的,其概率小于每8万年一次。

  双中子星系统可以通过引力相互吸引和发射,发出引力波。在最后合并之前100秒内发出的引力波信号位于激光干涉仪的敏感频率范围内,因此两个中子星系统有机会被观测到。

  同时,伽玛中子也会在中子星合并后发射出去,这也是在引力波到达地球两秒之后才被观测到的。在接下来的几天和几周里,这个宏伟的合并将继续在其他频段发光,或者电磁信号包括X射线,紫外线,可见光,红外线和无线电波。

  观测引力波信号GW170817

  2017年8月17日17时41分(北京时间),观测到一个名为GW170817的引力波信号。观测由两个相同的LIGO探测器完成,位于意大利比萨附近的Virgo探测器提供了有关引力波事件空间定位的信息。

  来自英格兰格拉斯哥大学LIGO科学合作的Ik Siong Heng解释说:对于每个探测器,总是有一个天空区域,其中的信号不容易被探测到。这个信号在两个LIGO探测器中都是可见的,但处女座没有观察到,这意味着信号来自天空中的一个位置,这个事实在定位中起着至关重要的作用。

  据了解,LIGO和Virgo在LIGO探测器的敏感区域检测到来自双黑洞的四个引力波信号,时间不到一秒。然而,GW170817持续了100秒,扫过整个LIGO敏感频段。这个乐队几乎和普通乐器所能产生的声波一样。科学家们可以确定这个天文来源的质量远远超过迄今为止观测到的所有黑洞的质量。

  Ik Siong Heng说:在GW170817的信号中,他们在两颗星合并之前大约100秒时相距400公里,但是他们每秒轮到12转。每转弯,引力波的辐射迫使它们靠得更近。随着轨道的收缩,它们越来越快,引力波的强度和频率也在增加。渐进轨道收缩过程称为自旋接近,频率增加称为啁啾信号。这个过程正在逐渐加速,直到两颗星合并形成一个单一的轨迹。

  打开新的快递天文窗口

  在GW网络上观察到GW170817信号1.7秒之后,由费米伽玛爆发监视系统检测到名为GRB170817A的伽马射线爆发。由LIGO-Virgo团队进行的快速引力波探测和分析以及费米望远镜的伽玛射线探测导致了全球望远镜的跟踪。

  来自法国拉尔奥赛处女座合作社的莎拉·安耶尔说:“这是人类第一次同时观测同一个天文事件的引力波和电磁波,这表明引力波,电磁波和中微子的组合研究团队合作的重要性也标志着天文学和时空天文学时代的到来。

  在最初的探测几分钟之内,世界各地的望远镜开始忙碌的观察,其中许多活跃在中国。中国第一台天基硬X射线调制望远镜成功观测到引力波事件发生时引力波源的引力波源,中国第二台南极望远镜AST3-2探测到引力波光学信号。

  清华大学信息科学研究院LIGO科研合作工作组自2009年起成为LIGO科学合作组织的正式成员,至今参与了所有引力波的发现和贡献。近两年来,工作组一直致力于引力波实时在线数据处理和信使天文学开展了算法设计,性能优化和软件开发等方面的工作。

  曹俊伟说:目前,GW170817还有两个最大的问题。相关的电磁信号表明,二进制系统中至少有一个物体是中子星,但不能同时存在,所以GW170817也可能是一个中子星黑洞系统。但是,考虑到已知的中子星的质量相似,我们仍然更喜欢双星中子系统的解释。另外一个没有答案的问题是GW170817合并之后发生了什么,有两种可能性:一种是成为已知最大的中子星,另一种是成为一个质量最不明显的黑洞,所有这些都是诱人的,这将使我们继续研究。

关键词: 电子科技