全球70多個天文臺站先后觀測到了一對中子星碰撞與合并的事件，幾年時間過去了，全球天文學(xué)家依舊回味新的發(fā)現(xiàn)所帶來的內(nèi)心激蕩和驚奇感受，多信使天文學(xué)和物理學(xué)的時代緩緩開啟。2017年8月17日清晨，費米伽瑪射線望遠鏡的伽瑪射線暴監(jiān)測團隊的成員被一陣陣監(jiān)視器發(fā)出的警報聲吵醒，非常強的接收信號意味著在太空某處發(fā)生了一起伽瑪射線暴的天文事件，僅過了2秒鐘，位于美國和歐洲的三處激光干涉儀引力波觀測臺就接收到了引力波信號。全球的70多個天文觀測臺“喚醒”了信息分享系統(tǒng)，天文臺站先后投入了對中子星碰撞事件的觀測。

天文臺的觀測人員測定了事件發(fā)生的方位和距離，從星系NGC4993內(nèi)同時發(fā)出了電磁波和引力波。死亡恒星的坍縮形成了中子星，兩顆中子星的碰撞事件驗證了現(xiàn)有中子星的理論模型，昭示了一個新的天文學(xué)和天體物理學(xué)時代的到來，除了傳統(tǒng)天文學(xué)的光學(xué)觀測手段以外，引力波的發(fā)現(xiàn)為天文學(xué)研究打開了一扇新的窗口，引力波的觀測手段彌補了光波觀測的不足，在“伽利略望遠鏡”的基礎(chǔ)上，現(xiàn)代天文觀測手段 獲得了大的飛躍，引力波天文學(xué)對人們理解宇宙的基本問題十分重要。

從中子星的碰撞發(fā)出了電磁輻射信號和與中子星對應(yīng)的引力波信號，經(jīng)過了大約一周時間，三個引力波觀測臺停止了運行，觀測儀器按計劃進行了維護和升級，在2019年的早期重新投入了運行?！?·17引力波”對應(yīng)了射電波和X—射線信號，一年之后信號進入了消減的最后階段。天文學(xué)家將引力波形象地比喻為時空纖維的海洋漣漪，在物體運動發(fā)生了速度的變化時，任何帶有質(zhì)量的物體都會產(chǎn)生引力波，或者說一個帶有引力作用的物體在時空的周圍激發(fā)了引力波，當(dāng)兩個質(zhì)量巨大的中子星發(fā)生了碰撞與合并時，劇烈的速度變化激發(fā)了引力波的強力釋放。

“8·17引力波”事件的波源與地球的距離為1.3億光年，引力波的巨大強度足以使它穿越了重重阻擋的星際物質(zhì)，最終到達了地球的引力波觀測臺。國際標(biāo)準時間2017年8月17日12時41分，位于華盛頓州的漢福德和路易斯安那州的利文斯頓的兩個激光干涉儀引力波觀測臺幾乎同時記錄了以往從未遇到的引力波信號，以往記錄的幾次引力波信號持續(xù)了幾秒時間，此次記錄的引力波信號則持續(xù)了100多秒時間，除了美國的兩臺LIGO引力波觀測臺，意大利比薩的Virgo引力波探測器也同時記錄了此次引力波信號，從三個方向接收到的引力波信號幫助科學(xué)家鎖定了引力波的信號源。

天文學(xué)家使用伽瑪射線望遠鏡和光學(xué)望遠鏡對“8·17引力波”事件進行了觀測，然后使用射電望遠鏡和X——射線望遠鏡對引力波事件進行了后續(xù)觀測，其中包括了位于新墨西哥州的非常大型射電望遠鏡陣列和錢德拉X——射線太空望遠鏡，在引力波事件發(fā)生后的200多天，射電和X——射線信號的增長依然十分強烈，信號強度逐漸減弱。兩顆中子星的合并過程表現(xiàn)了復(fù)雜性，天文學(xué)家使用了多信使的天文信號，拼合成了一幅完整的事件圖譜，對中子星的合并事件有了更為精確的認識，經(jīng)過分析的觀測數(shù)據(jù)驗證了一個“巨超新星”的理論模型。

哥倫比亞大學(xué)的天文學(xué)教授布萊恩·梅茨格在2010年提出了巨超新星或超巨新星（Kilonova）的概念和天文術(shù)語，天文學(xué)的詞語匯編收入了“千超新星”一詞，它是一種十分明亮的超新星，亮度達到了普通超新星的1000倍，在千超新星或巨超新星內(nèi)發(fā)生了核聚變反應(yīng)，出現(xiàn)了一種被天體物理學(xué)家稱為快速中子捕獲的過程或r過程，宇宙中的一些重元素——諸如金、白金和銀從巨超新星的核合成中產(chǎn)生，重元素物質(zhì)在宇宙中不算稀有，但在地球上十分稀缺，富貴的人士有穿金戴銀的特殊嗜好。中子星在碰撞與合并的過程中或者變成了一個質(zhì)量更大的中子星，或者共同塌縮為一個物質(zhì)似乎消失的黑洞。

天體物理學(xué)家通過對中子星碰撞事件的觀測驗證了理論模型的預(yù)期，利用觀測數(shù)據(jù)計算了衡量宇宙膨脹的最重要指標(biāo)——哈勃參數(shù)或哈勃常數(shù)?？蒲腥藛T通過對“8·17引力波”事件的解讀發(fā)表了800多篇論文，中子星的研究成果為研究人員贏得了一系列的科學(xué)大獎和科研經(jīng)費，2017年的物理學(xué)諾貝爾獎授予了對引力波發(fā)現(xiàn)有重要貢獻的三位物理學(xué)家。論文和獎勵不重要，重要的是引力波的發(fā)現(xiàn)帶來了一個直接結(jié)果，天文學(xué)和天體物理學(xué)開啟了一個新的出發(fā)點。

幾個世紀以來，科學(xué)家只是通過電磁波的方式接收太空的信息，現(xiàn)在有了觀測和認識宇宙的新方式，使用引力波信號描繪一幅全新的宇宙圖像。LIGO和Virgo的兩支引力波搜索團隊在2019年的早期啟動了一輪探測計劃，科學(xué)家預(yù)計每年發(fā)現(xiàn)大約10個中子星碰撞的事件，以往的觀測方式做不到這點，科學(xué)團隊重新設(shè)置了自動化的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，用于大數(shù)據(jù)的收集和分析，在引力波物理學(xué)領(lǐng)域有廣泛的國際科學(xué)合作與交流活動，全球的數(shù)千位科學(xué)家參與了引力波項目的探測，共同的目標(biāo)和共同的興趣使得全球科學(xué)家將引力波探測推向了科學(xué)的前沿。

引力波的探測活動還在繼續(xù)，天文學(xué)家希望找到典型的中子星相互碰撞事件，甚至發(fā)現(xiàn)中子星與黑洞的碰撞事件，他們提出了一個令人感興趣的問題：當(dāng)中子星遭遇黑洞時，中子星是跌入黑洞，還是被撕裂得粉碎？好似有科學(xué)網(wǎng)友發(fā)問：當(dāng)有人掉進黑洞時，身體是跌入黑洞并朝黑洞的中心一路暢游，還是被黑洞的潮汐引力撕得粉碎？天體物理學(xué)家認為，見證中子星和黑洞的碰撞事件是可能的，黑洞的視界是中子星和人的身體進入黑洞區(qū)域時的一個不可折返點，越過了黑洞視界，強大的中子星和微弱的身體都將有去無回。

天文學(xué)家期待通過中子星的碰撞事件觀測噴流奇觀，噴流是天體釋放的強大束流，假如遙遠太空的強烈噴流指向了地球，那么天文學(xué)家有機會捕獲噴流的信號?！?·17引力波”事件產(chǎn)生了噴流，從中子星碰撞產(chǎn)生的噴流和地球構(gòu)成了一個夾角，夾角為零時，噴流指向了地球，遙遠的噴流顯得更為明亮，天文學(xué)家將在數(shù)個月或數(shù)年的時間觀測噴流強度的變化。科學(xué)家制定了對中子星和黑洞碰撞產(chǎn)生噴流現(xiàn)象進行觀測的計劃，擬定發(fā)射一個靈敏度最高的X—射線和伽瑪射線探測器。政府投入了大量的研究經(jīng)費，不是出于滿足科學(xué)家好奇心的需要，而是科學(xué)探索的過程和結(jié)果往往帶來了未知的實用技術(shù)。新的探索領(lǐng)域和探測手段激發(fā)了青年科學(xué)家的熱情，對宇宙奧秘的探索影響了人類的未來。

（編譯：2021-8-25）

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