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科普| 测到的引力波是十三亿光年外的双中子星发出的,那么远,干扰会不会太多了?

 拉拉酋长 2022-10-07 发布于广东

十三亿光年,中间那么多星系、恒星、行星,不会干扰吗?怎么就只测那么远的双中子星,而不测附近的恒星行星?


引力波最早是一百多年前的爱因斯坦在他的广义相对论中预测存在的,但是探测引力波却不是一件很容易的事情,因为只有极度致密的天体,如黑洞、中子星等天体合并才有可能会发出我们人类现阶段的科技水准所能探测到的讯号。


上个世纪的七十年代,赫尔斯和泰勒首次发现了双中子星系统,并通过观测与计算,间接地证实了引力波的存在。但是人类首次探测到引力波,则是在2015年9月14日,由2017年的诺贝尔物理获得者莱纳·魏斯、基普·索恩、巴瑞·巴利许所组成的L l G O团队观测到的,由两个黑洞合并所产生的引力波。


2017年的北京时间8月17日20时41分,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)、意大利Virgo探测器同时捕捉到引力波信号,并将此一天文现象命名为GW170817,1.7秒后的美国费米太空望远镜也观测到了同一来源发出的伽玛射线暴GW170817A,之后不到十一个小时,位于智利的Swope望远镜也在同一位置观测到明亮的光学源。全世界大约有70个地面以及空间望远镜分别从红外线、X射线、紫外线、射电波等波段对引力波信号来源位置进行观测,确认引力波的来源处是距地球约1.3亿光年的长蛇座内NGC4993星系。


观测结果显示:两颗中子星在合并前的100秒相距约400公里,每秒互绕12圈,并向外辐射引力波,之后碰撞在一起,形成新的天体,合并的两秒之后,暴发了一次伽玛射线暴,产生了伽玛射线、X射线、可见光和红外光…


2017年10月16日的晚上,美国国家科学基金会、欧洲南方天文台、中国中科院紫金山天文台等机构联合宣布:人类第一次直接观测到来自双中子星合并的引力波信号。

在人类首次观测到双中子星合并之前,人类已经成功地观测到了四例引力波事件,并且全都是由双黑洞合并所产生的。双中子星合并与双黑洞合并最大的区别在于:双中子星合并会产生电磁波辐射,而双黑洞合并通常都不会产生电磁波辐射,这一点也通过了观测而得到验证。导致了这种差别的原因在于:天体如果要产生电磁波辐射的话,那么在天体的周围就必须要有气体物质的存在,双黑洞系统的合并之初,周围或者会有气体物质的存在,但是在合并的过程中,基本上气体物质已经被消耗干净,所以产生不了电磁波辐射,但是还会有引力波的存在;双中子星合并的时候,即使周围的气体物质也会被消耗掉,但是合并的过程中会有一部分的物质以类光速或者低于光速的速度被抛射出来,进而产生了各种电磁现象,如短时标伽玛射线暴、伽玛暴余辉、千新星。

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