發現了中子星引力波？還在證實中...

星暴星系IC 10，距離我們約為220萬光年，1887年由美國天文學家路易斯·斯威夫特(Lewis Swift)發現。通過分析錢德拉X射線天文台十年來的數據，天文學家們在這裡發現了十來個黑洞和中子星。

當兩個大質量伴星的能量耗盡時，將會導致超新星爆發，並留下兩個緻密天體，一對黑洞，一對中子星，或者一個黑洞和一個中子星。隨著時間的推移，這兩個緻密天體的距離越來越近，最終合二為一時，會產生引力波。過去的兩年裡，LIGO發現了三起黑洞並和的例子，然而還沒有發現一對中子星，或者一個黑洞和一個中子星的合併。

所以科學家們很是期待，根據福布斯和自然雜誌英文版的報道，近日德克薩斯大學奧斯汀分校的天文學家克雷格·惠勒在推特發帖稱：「LIGO天文台上演新發現。發現存在光學對應體的引力波源。真的是太棒了！」一小時后，華盛頓大學的天文學家彼得·約阿希姆也在推特上發帖，稱LIGO天文台捕捉到來自NGC 4993星系一個光學對應體的信號（望遠鏡能夠對這種輻射源進行觀測）。

長蛇座的NGC 4993星系（圖上模糊的亮點）。有傳聞稱，探測器捕捉到NGC 4993中子星合併產生的引力波。

Credit：Digitized Sky Survey

NGC 4993坐落於長蛇座，距地球約1.3億光年。約阿希姆稱：「源頭是合併的兩顆中子星。」幾名不願透露姓名的天文學家表示，在惠勒和約阿希姆發帖前，這只是在私下傳播。

對於網上的傳聞，引力波探測器項目的科學家並沒有發表評論，因為數據還在分析當中。公開記錄顯示世界各地的望遠鏡都將目光對準這個星系，但天文學家提醒他們捕捉的信號來可能自於一個無關的源頭。

然而作為LIGO的姊妹天文台，義大利比薩的歐洲引力波天文台（以下簡稱Virgo）。Virgo天文台升級工作負責人、物理學家喬瓦尼·羅斯爾多表示，Virgo的靈敏度處於中等水平，只能探測到距地球2500萬到2700萬光年的中子星合併，但在某些太空區域，它能夠看得更遠，最遠可達到6000萬光年。

最初，惠勒和約阿希姆都拒絕發表評論。隨後，惠勒發推文道歉，稱「不管對與錯，我都不應該發這條推文。應該由LIGO在適當的時候對外宣布。這是我的過失。」

如果證實發現新型引力波，那麼將標誌著天文學研究進入了新時代。在這個新時代，隨著時空結構的振動，傳統望遠鏡不僅能「看到」同時還能「聽到」所觀測的天文現象。伊利諾伊大學香檳分校的天體物理學家斯圖亞特·沙皮羅表示：「這是一項不可思議的進步，將大大加深我們對宇宙的認知。」

中子星的合併

中子星合併能夠放射出全電磁波譜輻射——從射電波段到伽瑪射線——並且被望遠鏡捕捉到。

由中子星組成的雙星系統，是由一對相互繞轉恆星的內核在超新星爆發中坍縮而形成的。中子星將一個太陽的質量都集中到一座城市的大小當中。它們的密度是如此之大、壓得是如此緊實，以至於原子核的邊界都消失了。

這段動畫展示了從水平視角看到的雙中子星併合。理論預言，這樣的碰撞不會產生長時間的餘輝，因為兩個天體和附近區域並沒有足夠的塵埃和氣體來維持餘輝。

Credit：NASA

這段動畫展示了另一個雙中子星併合過程及其產生的引力波。在伽馬射線暴之後，可以看到新產生的、更大質量的中子星以更快的速率旋轉。

Credit：NASA

愛因斯坦的廣義相對論預言，在這樣的雙星系統中，雙中子星會釋放時空的漣漪——引力波。這一過程會造成系統軌道的縮小，將兩個中子星逐漸越拉越近。以下展示的就是這樣一個雙中子星形成10億年後的系統，其中兩個等質量的中子星以每分鐘6萬次的頻率互相繞轉。這兩個中子星在數毫秒的時間內併合，發出激增的引力波信號和一段短暫而強烈的伽馬射線暴。

發現短時標伽馬暴進行觀測同樣具有重要意義，這不僅因為伽瑪暴與引力波有關，同時還能驗證擁有幾十年歷史的天體物理學理論，即伽瑪暴與中子星碰撞有關。美國宇航局戈達德太空飛行中心的天體物理學家埃莉奧諾拉·特羅亞表示：「只有引力波能夠為我們提供確鑿證據。」

參考文章：

一：https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2017/08/23/beyond-black-holes-could-ligo-have-detected-merging-neutron-stars-for-the-first-time/#44351476fbdd

二：http://www.nature.com/news/rumours-swell-over-new-kind-of-gravitational-wave-sighting-1.22482?from=timeline&isappinstalled=0

三：https://svs.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/details.cgi?aid=10543