天文台四度檢測到重力波，Virgo 加入偵測行列精度提高 10 倍

【Technews科技新報】人類史上第四度檢測到重力波「GW170814」，老樣子是由兩個恆星黑洞併合引起。這次特別的是，大規模升級過後的歐洲先進處女座干涉儀（Virgo）首次加入美國激光干涉重力波天文台（LIGO）的檢測行列，2 個禮拜內就立下檢測重力波功勞。科學家表示，兩者結合之後將構成「三角測量帶」，未來不只檢測重力波的精度提高 10 倍，還能精確知道重力波源自哪裡，接下來更可能每周都會發現新的重力波。

前 3 個都由兩兩黑洞碰撞合併引發的重力波，都是激光干涉重力波天文台（LIGO）偵測的功勞，第一個發現的「GW150914」重力波，源於離地球約 13 億光年的兩個黑洞旋近併合，質量分別為太陽質量的 29 倍及 36 倍，併合為太陽質量 62 倍的黑洞，其中有約 3 倍太陽質量的能量在不到 1 秒的時間內以重力波形式發布。

2015 年 12 月 26 日，LIGO 第二次探測到重力波「GW151226」（團隊於 2016 年 6 月 15 日發布聲明），是由 14.2 倍及 7.8 倍太陽質量的兩個黑洞合併，發生地點離地球約 14 億光年，最後合併成 20.8 倍太陽質量的黑洞；2017 年 1 月 4 日，LIGO 第三次探測到重力波「GW170104」，離地球 29 億光年，由 31.2 倍及 19.4 倍太陽質量的兩個黑洞合併，形成約太陽質量 48.7 倍的黑洞。

而第四個重力波「GW170814」則是由 LIGO 和 大規模升級的先進處女座干涉儀（Virgo） 於 2017 年 8 月 14 日上午 10 點 30 分首次合作偵測到，兩個互相碰撞的恆星黑洞距離地球約 18 億光年，質量大小分別為太陽質量的 31 倍和 25 倍，新生的旋轉黑洞質量則大約是太陽質量的 53 倍。

Virgo 主要是由法國國家科學研究中心（CNRS）、義大利國家核物理研究所（INFN）和荷蘭、波蘭、匈牙利等 5 個歐洲國家合作組織所組成，名稱來自約包含 1,500 個星系、距離地球約 5,000 萬光年的處女座星系團，該星系團是離地球最近的大型星系團，且擁有雙星系統、中子星、黑洞、超新星等各種有意思的可能波源，觀測到重力波的機會高。

處女座干涉儀。（Source：LIGO 天文台）

而 Virgo 大規模升級之後，於今年 8 月 1 日加入 LIGO 的檢測行列，2 個禮拜內就立下功勞。天文台科學團隊表示，由於位於歐洲的 Virgo 能檢測到與美國實驗室完全不同方向的重力波，它將與 LIGO 分別位於華盛頓州和路易斯安那州的兩座激光干涉探測器形成「三角測量帶」，透過結合不同干涉儀的數據，天文學家將能更容易確認重力波源自哪裡。

雖然這次觀察可能會讓一些天文學家感到微微失落，因為不久前有尚未經證實的流言指出，人類檢測到的第四個重力波可能來自雙中子星碰撞，一個可能揭開重力波天文學全新篇章的領域。和黑洞不同，中子星會發出可見光束，天文學家將能指揮地面上的強大望遠鏡朝向重力波源獵奇，期待得到些新發現。

併合引發重力波並檢測到的兩兩黑洞質量比較圖。（Source：LIGO 天文台）

但蘇格蘭格拉斯哥大學物理與天文學教授馬丁·亨德利（Martin Hendry）說，迄今為止檢測到的 4 個重力波都都涉及類似大小的黑洞碰撞，這已經是一個驚喜，可能會讓天文學家漸漸排除一些模型。麻省理工學院物理學家暨 LIGO 發言人 David Shoemaker 也表示，隨著兩方共 3 台干涉儀合作，未來可能每周都會發現新的重力波。

（首圖來源：LIGO 天文台）

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！