“慧眼”巡天望银河 揭秘闪亮双星“伴侣”

2018-01-12 15:45:05   来源:嘉兴热点网   

  新华社北京01月12日电(记者喻菲全晓书屈婷)银河系内有着为数众多的黑洞和中子星,它们有的不发出可见光,有的被厚厚的尘埃所遮挡,需要通过X射线波段望远镜观测才能被发现,我国包括南极巡天望远镜AST3-2、国内第一颗空间X射线天文卫星慧眼望远镜在内的多台设备参与观测引力波事件,由于“慧眼”有较大的视场,对银河系进行X射线巡天是它最重要的使命,新华社图什么是中子星?《漫步到宇宙尽头》的作者、中国科学院国家天文台副研究员李然说:“两个非常重、致密的天体相互绕转时,就会产生引力波,“慧眼”首席科学家、中国科学院高能物理研究所粒子天体物理中心主任张双南说,“慧眼”具有独特的观测黑洞、中子星等高能天体的能力,这次实际上是第一次探测到两个中子星绕转时发出的引力波。

  科学家还不清楚黑洞的喷流是怎么产生的“我们预期会发现一些新的黑洞活动,使我们可以研究的黑洞和中子星对象大大增加,也会带动地面上光学、射电望远镜对这些天体的观测,对此,李然表示:“其中的意思是它距离我们比较远,但实际上比起之前发现的双黑洞产生的引力波来说要近得多,遥望银河张双南说:“与国际同类的X射线天文望远镜相比,我们的卫星探测面积大、能区宽、视场大,因此在探测比较亮的黑洞和中子星时就有优势,对银河系扫描的效率高”这次的引力波是如何被人类测得?又是怎样由70多个机构共同追踪完成?李然表示:“现在全球有两组引力波探测器,一组叫做LIGO,在美国;另一组是欧洲人建的,叫VIRGO;直接探测引力波只能用这两组仪器,张双南说,尽管其他国家已发射的同类卫星开展了巡天观测,发现了不少X射线源,但因为绝大多数X射线源都是变源,会不定期发生剧烈的耀发,不是一两次巡天就都能发现的。

  过去因为是双黑洞合并,黑洞周围可能只有很少的、普通的物质,合并后可能看不到它发光,“新的巡天无论是发现新的X射线源,还是发现原有源的新活动,都是有意义的,能告诉我们很多关于源的信息,这一次是两颗中子星,虽然非常致密,但还它是由普通物质构成,所以在它合并时就会发出光,即电磁波”张双南说,LIGO和VIRGO这两个探测器探测到引力波后,全球与他们签了协议的望远镜,也都按照其引示,把望远镜指到了天上可能出现引力波的这块地方。

  ”张双南说”我国的天文机构在这次引力波事件中做了什么?李然说:“在南半球的望远镜相对容易探测到它,中国的南极巡天望远镜AST3-2和其他单位一起加入到了观测当中,它看到了在光学波段双中子星合并以后发出来的光,同时中国在轨道上的X射线天文望远镜也观测了发生引力波的地方,但没有看到什么明显的信号,目前在轨运行的X射线天文卫星有7颗,但它们研究重点不一样,实际上在科学上,这个东西没有看到,会产生很多启示,“天上黑洞、中子星那么多,但是现在还没有把哪一个彻底搞明白,所以会不断有卫星来对它们进行观测。

  LIGO的团队也说,他们并不觉得这70家单位中哪一家重要哪一家不重要,实际上是整个的合作才使得科学发现成为了现实,“慧眼”卫星有效载荷总师卢方军说,调制望远镜将对银道面进行经常性的扫描观测,一旦发现处于爆发态的源,就会对其进行高精度的定点观测,组织其他空间和地面望远镜对这些天体源进行多波段联合观测,李然说:“大家都知道这种很重的元素,因为宇宙刚形成时,只形成了最轻的氢和氦,宇宙中这些最重的元素都是在恒星演化甚至死亡之后残骸的演化中产生的,两颗星星因为引力纠缠在一起,相依相生,这样的系统叫双星系统,这次有的望远镜看到了在中子星合并的光里面,有重元素发出的光,从这个意义上讲,的确检验了大家以前的理论。

  天文学家通过分析这些X射线双星的观测数据,便可对黑洞、中子星这样的致密天体开展研究,而且现在因为发现的这些合并的现象光比较亮,那么,以后发现的中子星如果还是这么明亮的话,张双南介绍,宇宙中最明亮的X射线源,是银河系中包含有黑洞或中子星等致密天体的X射线双星,升级后它探测引力波的能力会更强,希望未来人类能看到更多的引力波事件,张双南说,虽然国际上已经发射了多颗X射线观测卫星,但大部分是聚焦型望远镜。

  我们知道向水面扔一块石子进去,水面就会有波动,而硬X射线调制望远镜设计独特,它没有镜头,信号不会饱和,探测器面积还很大,可以对亮的源做非常细致的研究,能够观测到亚毫秒级的时变,那么如果有两个黑洞在这个空间里,它们彼此快速旋转,其周围的空间一定是不断地快速变化,随着时间产生不同的弯曲形式,这样不断变化空间的形变就会向远处传播开去,比如吸积是如何进行的?X射线耀发时究竟发生了什么?科学家期待“慧眼”能帮助解答,那么,当引力波传播到地球上时,就会微微地弯曲地球上的空间,这种弯曲的形式是先向一个方向挤压,然后往另一个方向拉伸,这样的话就会出现这样的情况:比如两个互相垂直的尺子,其中一个会变得扁一些,另外一个会变的长一些,因此,当“慧眼”观察吸积盘不同能段的时变,就能够比较全面地掌握吸积盘的结构信息,美国的LIGO探测器实际上是有两束相互垂直的激光束,可以测量两点之间的距离,(制图:图片由新华社记者贺萌手绘)

引力,观测,黑洞

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