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引力波现在在超速时捕获
2019-05-05    阅读量:30449    新闻来源:互联网     |  投稿

4月初,致力于探测引力波的科学家第三次开启了仪器,并立即开始记录可能被解释为宇宙碰撞的事件。所有五个触发事件仍需要确认。英国广播公司的Roland Pease探讨了全球望远镜如何提供帮助中国风格网stylechina.com


Mansi Kasliwal电话的警报在凌晨两点发生。她耸了耸肩,眯起眼睛看着这个消息。这是来自LIGO,这是一项获得诺贝尔奖的科学合作,它使用引力波探测器。


一场遥远的暴力事件通过宇宙在时空中发出涟漪,被LIGO在路易斯安那州的传感器拾取,从数据看起来也应该有可见的“烟火”。


由于智能手机革命,她可以在不离开床的情况下做出反应。屏幕上点了几下,而帕洛玛山上的机器人望远镜Zwicky Transient Facility被重新编程以开始狩猎。


LIGO,激光干涉仪引力波天文台及其欧洲对手VIRGO,刚刚完成升级,意味着他们应该每周多次发现太空扭曲事件 - 黑洞碰撞,中子星碰撞,甚至更奇特的现象。


自从他们在4月初再次开始运行以来,人们的期望值正在提高:第二周有两个; 上周三。


检测到怪物黑洞合并

测量宇宙的膨胀

首次发布黑洞图像


检测器刚刚进行升级以提高灵敏度

尚未正式确认的前三个可能是黑洞之间的碰撞,就像2015年发现的第一个诺贝尔受膏事件一样。


4月25日是下一次,曼西卡斯瓦尔瓦醒来。引力涟漪暗示中子星的参与,当它们相互吞噬并成为一体时,它们会被灼热的核火焰吞没。


无线电,光学,X射线和伽马射线颜色将揭示有关这些正常秘密物体的新细节。但是在专业望远镜可以放大动作之前,天文学家需要确切知道在哪里观察。


这就是Zwicky瞬态设施(ZTF)的用武之地,这是一种能够快速扫描大片天空的新仪器,用于任何新的和不寻常的事物。


4月25日的“候选人”活动将测试这一能力。随着LIGO的第二个探测器暂时失效(华盛顿州汉福德的探测器),LIGO和VIRGO只能将搜索范围缩小到整个天空的四分之一:在那个巨大的黑暗中,一个新的火花可能会闪耀,但是开始淡出。


引力波 - 时空结构中的涟漪



ZTF能够在短短30秒内拍摄14个月亮14个月左右的区域,并且可以看到比人眼可见的最微弱的恒星低至150,000倍的任何东西。在进入一个新的部门之前,它已经在两个多小时内搜索了整个目标区域。


与此同时,全球的天文学家正在拨打电话会议。哪些是进行详细观测的最佳望远镜?白天在哪里,天空在哪里黑暗?


ZTF是如此有效,它在前一天晚上没有在那里探测到天空中的几十万个亮点。“宇宙是一个非常有活力的地方;每次看到它都不一样,”曼西卡斯瓦尔告诉英国广播公司的世界服务中的科学行动计划。


“事实上,每一秒超新星都会在宇宙的某个地方消失。”


图片版权GETTY IMAGES

图片说明

Zwicky Transient Facility位于Palomar天文台

最重要的是,有恒星耀斑,银河闪光,彗星或小行星眺望,以及自上次观看以来几乎不知不觉地转移位置的恒星。


机器学习算法削弱了活动的迷雾,只有两个候选人的坐标与其他2,000个天文学家共享,以便更仔细地检查。


当Mansi等待他们的报告时,该系统在30小时内第二次开始行动。


来自LIGO的另一个警报,再次涉及中子星,尽管在这种情况下可能是一颗被黑洞吞噬的中子星。


“我的团队刚刚冻结;我们对此感到震惊 - 我们没有睡觉,但我们也不知道这样的事情是否存在,”她回忆道。


这一次,所有三个引力波探测器都在运行,收紧了位置,但信号更弱,更模糊,甚至可能都不是真的。


然而,必须开始第二次搜索。


那是早上在加利福尼亚,所以Zwicky望远镜没用。但是Mansi Kasliwal可以在她所指导的国际网络中呼吁望远镜的服务 - GROWTH(全球天文台观测瞬态发生)。来自夏威夷,智利和印度的狩猎再次开始。


“这将是我们在LIGO-VIRGO合作的新阶段一直在等待的发现,”荷兰阿姆斯特丹大学的天体物理学家Samaya Nissanke说。


最初的分析只有13%的几率被一颗潜入黑洞的中子星激起,但也有14%的可能性只是地球上的一个小故障。即使它是真的,一个非常大的黑洞也会如此彻底吞噬死星,它将不会留下明显的痕迹。


“尽管如此,我们预计会有一些问题在被黑洞吞噬时会受到干扰,”Samaya Nissanke告诉BBC。“正是这件事会产生我们可能看到的电磁信号。”


对于黑洞科学而言,四月是一个惊人的月份,黑洞的第一张图像也正在被释放


时间就是生命。


随着核火焰的冷却,从卫星上看到的γ射线和X射线会在数小时内消失; 光信号可能持续数天; 无线电发光可以持续数周。


但是,虽然其他项目的天文学家很高兴在一定程度上将他们宝贵的望远镜时间交给其他观察这些“机会目标”的人,但他们想知道它会得到很好的利用。因此,需要进行快速的随访扫描以确定可能的目标。


当LIGO和VIRGO在2017年由于一对中子星而发现了他们的第一个“千诺瓦”时,所有卡都落到了位置:位置准确,信号强,几十台望远镜捕获了整个频谱范围内的事件,并在几周内完成对暴力宇宙的前所未有的看法。


Mansi Kasliwal持有一个ZTF探测器,以快速方式映射天空

在过去的两个星期里,天文学家已经冷静下来了。他们在天空中发现的可能与4月25日事件有关的两个目标竟然是普通的超新星,垂死的恒星,这可能在20年前激动人心,但在现代观测中是常规的。这让天文学家在黑暗中留下了关于将重力探测器关闭的事情。


至于第二个事件 - 恶劣天气妨碍了后续观察。


根据Mansi Kasliwal的说法,有一位诱人的候选人仍有待审查。但时间不多了。


然而,天文学家并不沮丧。


“最终结果令人失望,”第一次搜索的Mansi Kasliwal说道。“但就技术壮举而言,我们扫描了四分之一的天空并且可以在短短几个小时内挑选出一些候选人。”


Samaya Nissanke对此表示同意 - 这是一次彩排,显示了当引力波经过时,明星凝视者能够迅速做出反应。


“这正是我们真正看到的每周候选触发器的现实,其中可能包括今年的一些中子星合并,”她说。


“由于曼西等观察家的辛勤工作,我们已经进入了一个全新的领域。”


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