中國「慧眼」成功監測引力波源所在天區 全球僅4台可測

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16日晚10點，南京紫金山天文台對外發布了一項最新的重大發現。中國南極巡天望遠鏡追蹤探測到首例引力波事件光學信號。在這次國際重大科學發現中，中國起到了重要作用。除了南極巡天望遠鏡，我國的第一顆空間X射線天文衛星——「慧眼」望遠鏡在這次引力波事件發生時成功監測了引力波源所在的天區，為全面理解該引力波事件和電磁對應體的物理機製做出了重要貢獻。

全球僅四台望遠鏡測到引力波事件

自從2015年9月14日人類首先發現雙黑洞併合產生的引力波事件以來，至今已經探測到4例引力波事件，本次發現的引力波事件跟以往發現的雙黑洞併合不同，這次是由兩顆距離地球約1.3億光年的中子星併合產生。

引力波事件發生時，全球僅有4台X射線和伽馬射線望遠鏡成功監測到爆發天區，今年6月15日發射升空的，並處於試運行階段的我國「慧眼」空間天文望遠鏡便是其中之一。

中科院高能所粒子天體物理重點實驗室熊少林：其中「慧眼」在這四台望遠鏡裡面，它的有效面積和它的時間解析度是最高的。所以，「慧眼」的觀測數據是非常重要的，也是無可替代的。

強大探測性能捕捉暗弱引力波

此前，科學家們普遍預計這次事件的雙中子星併合產生的引力波閃將極為明亮，但實際上卻十分暗弱，特別是在百萬電子伏特高能區的輻射更為微弱，我國的「慧眼」望遠鏡憑藉強大的探測性能，對該引力波閃在百萬電子伏特高能區的輻射性質給出了嚴格的上限。

中科院高能所粒子天體物理重點實驗室熊少林：如果我們不去做這個觀測的話，那你就不知道它在這個能段的輻射性質是什麼。我們去做了觀測，我們就知道，它在這個能段沒有輻射，或者說我們給了它一個輻射的上限。這也是非常重要的。

引力波是愛因斯坦建立廣義相對論後的預言。探測引力波電磁對應體對研究引力波事件、宇宙學以及基礎物理具有不可替代的決定性作用，本次探測到引力波以及電磁對應體是天文學家期待已久的重大發現。鑒於我國慧眼望遠鏡觀測的重要性，其相關監測結果也發表在此次歷史性發現的研究論文中。

又見引力波！這一次，中國沒有錯過

10月16日，全球多國科學家同步舉行新聞發布會，宣布人類第一次直接探測到來自雙中子星合併的引力波，並同時「看到」這一壯觀宇宙事件發出的電磁信號。這張由加州理工學院和牛津大學提供的圖片顯示的是雙中子星GW170817合併的射電波觀測圖象。新華社發

北京時間１６日２２時，科學家們在多國宣布成功探測到第一例雙中子星引力波事件，人類首次窺見引力波源頭的奧秘。我國包括南極巡天望遠鏡ＡＳＴ３－２、國內第一顆空間Ｘ射線天文衛星慧眼望遠鏡在內的多台設備參與觀測引力波事件，我國科研人員還藉助引力波光譜解開了宇宙中金、銀等超鐵元素的產生之謎。

10月16日，全球多國科學家同步舉行新聞發布會，宣布人類第一次直接探測到來自雙中子星合併的引力波，並同時「看到」這一壯觀宇宙事件發出的電磁信號。這張由加州理工學院、美國國家航空航天局和GROWTH望遠鏡網路提供的圖片顯示，中子星合併過程中的光譜信號變化證實，宇宙金、鉑等超鐵元素的主要起源。新華社發

尋到宇宙「黃金之源」

「中子星合併是宇宙的『巨型黃金製造廠』，藉助引力波探究中子星，可以讓人類窺見金、銀等超鐵元素，是如何在宇宙『盛大焰火』中產生的。」中科院紫金山天文台副研究員金志平參加的國際團隊，通過引力波光學信號的觀測和光譜分析確定，中子星合併確實是宇宙中金銀等超鐵元素的主要起源地。

２０１７年８月１７日，第４例引力波事件發生後的第３天，美國激光干涉引力波觀測台ＬＩＧＯ又發現一個新的引力波信號ＧＷ１７０８１７。與前４例黑洞合併所產生的引力波不同，ＧＷ１７０８１７是一個由雙中子星合併產生的引力波。全球約７０個地面及空間望遠鏡從紅外、Ｘ光、紫外和射電等多個波段開展後續觀測。

這其中，也包括中國架設在崑崙站的南極巡天望遠鏡ＡＳＴ３－２。身在南京的中科院南極天文中心的年輕成員胡鐳，是第一個注意到南極巡天望遠鏡ＡＳＴ３－２「有情況」的人。

胡鐳告訴記者，８月１８日中午，南極團隊獲知引力波信號準確方位後，立刻調整巡天望遠鏡角度，把望遠鏡觀測角度拉到極限，歷時１０天，每天２小時，終於在預期坐標內看到了那個寶貴的亮點。中國在南極抓住了這個機會！

10月16日，全球多國科學家同步舉行新聞發布會，宣布人類第一次直接探測到來自雙中子星合併的引力波，並同時「看到」這一壯觀宇宙事件發出的電磁信號。這張由美國國家科學基金會、美國「激光干涉引力波天文台」、索諾瑪州立大學和A. Simonnet提供的效果圖顯示的是兩個合併中的中子星。新華社發

「沒看到」也重要

那些「看到」令人狂喜，有的「沒看到」也至關重要。引力波事件發生時，全球僅有４台Ｘ射線和伽馬射線望遠鏡成功監測到爆發天區，中國的空間Ｘ射線天文衛星慧眼望遠鏡便是其中之一。

慧眼望遠鏡是２０１７年６月１５日從酒泉衛星發射中心發射升空的。中科院高能物理研究所的專家說，參與本次引力波事件觀測時，慧眼望遠鏡剛剛試運行２個月。

慧眼望遠鏡帶有高能、中能、低能Ｘ射線望遠鏡和空間環境監測器等科學儀器，能將以自身為圓心的全宇宙３６０度的範圍納入視野之內；能對銀河系進行大天區巡天和掃描，發現新的高能天體；也能藉助伽馬射線暴工作模式，發現其他劇烈爆發現象，可幫助研究宇宙深處大質量恆星的死亡及中子星併合等過程中的黑洞形成。

「大家普遍預計，在兆電子伏特能段，引力波電磁對應體將非常明亮，而事實上，慧眼望遠鏡沒有探測到這樣的輻射，給出了兆電子伏特能段的流強上限，說明它的輻射性質比較複雜，跟理論預言相距甚遠。這同樣是具有歷史意義的發現。」中科院高能所慧眼望遠鏡伽馬暴和引力波電磁對應體研究組負責人熊少林說。

10月16日，全球多國科學家同步舉行新聞發布會，宣布人類第一次直接探測到來自雙中子星合併的引力波，並同時「看到」這一壯觀宇宙事件發出的電磁信號。這張由加州理工學院提供的圖片顯示，元素周期表中亮黃色部分為中子星合併過程中產生的元素。新華社發

為那一秒的相遇，人類探尋百年

天體劇烈活動引起的時空擾動，好比在浩渺的宇宙中央投下一顆石子，歷經１０多億年漫漫星系之旅，時空的漣漪最終與地球邂逅１秒。從１９１６年愛因斯坦的預言，到２０１６年２月首次確定探測到引力波信號，人類為了這最後１秒的相遇，苦苦探尋百年。

自首次發現，人類「觸波」的頻率明顯加快。２０１５年１２月、２０１７年１月和８月，人類又先後探測到３次由雙黑洞合併觸發的引力波。特別是最新的一次，編號為ＧＷ１７０８１４的雙黑洞引力波被兩台位於美國的ＬＩＧＯ設備和一台歐洲「處女座」（Ｖｉｒｇｏ）引力波探測器同時找到。３台設備聯手發現，大大精確了引力波在太空中的方位，引力波探索又向前邁進了一大步。

第五次引力波信號也是第一次中子星合併引力波，更是引起了全球天文界的一波狂歡。在８月１７日的事件中，全球約７０個地面及空間望遠鏡從伽馬射線、Ｘ光、紫外、光學、紅外和射電等波段開展後續觀測，確認引力波信號來自地球約１．３億光年的長蛇座內ＮＧＣ４９９３星系，兩顆中子星的質量均不超過太陽的兩倍。

10月16日，全球多國科學家同步舉行新聞發布會，宣布人類第一次直接探測到來自雙中子星合併的引力波，並同時「看到」這一壯觀宇宙事件發出的電磁信號。這張由加州理工學院、美國國家航空航天局和GROWTH望遠鏡網路提供的圖片顯示，紫外、紅外和射電波望遠鏡觀測到位於NGC4993星系的兩個中子星合併過程中發出的電磁波信號。新華社發

引力波天文學時代正在到來

２０１７年的諾貝爾物理學獎，頒給了３名為引力波探測作出重要貢獻的美國科學家。引力波天文學的時代正在到來。

吳雪峰、金志平等研究人員預測，下一個探測亮點應該是中子星、黑洞合併產生的引力波事件。樂觀估計，這一激動人心的發現可能在未來一兩年內就與人類見面。此外，白矮星等天體合併產生的低頻引力波、以及宇宙開端大爆炸產生的原初引力波，還有待進一步探尋。

在這個領域，中國近年來相繼提出「阿里計劃」「天琴計劃」和「太極計劃」，在陸地和空間探測中低頻和低頻引力波。

在「慧眼」的技術基礎之上，中國科學院高能物理研究所提出了專門探測引力波閃的引力波高能電磁對應體全天監測器項目（ＧＥＣＡＭ），並將其命名為「閃電」。

據熊少林介紹，「閃電」不僅能夠同時監測全天隨機爆發的引力波閃，而且具有更低的探測閾值、更高的監測靈敏度以及更好的定位能力，對引力波閃的綜合探測性能遠超現有望遠鏡。如能順利立項，這有望使我國在引力波電磁對應體的探測研究上達到國際領先水平。

中科院紫金山天文台研究員韋大明說：「引力波能幫人類洞悉整個宇宙的起源。如果找到合適的引力波，人們將有機會為大爆炸等一系列基本物理假設找到證據。到那時，人類會以前所未有的方式看到塑造宇宙的力量。」（記者王珏玢、蔣芳、白國龍）

新華社南京１０月１６日電

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