天文學里程碑!1億3000萬年前的中子星撞擊,重力波偵測、電磁波觀測同時達陣

2017-10-17 09:37

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8月17日之前,這些都只是理論預測;8月17日的偵測與觀測改變了一切,代表以多種觀測方式為特點的「多信使天文學」(multi-messenger astronomy)進入了新時代。這座科學里程碑的相關論文刊登於《科學》(Science)、《自然》(Nature)、《物理學評論通訊》(Physical Review Letters)、《天體物理學期刊通訊》(Astrophysical Journal Letters)等期刊,其中一篇的作者多達3500人 。

過去人們喜歡將天體物理學家想像成遺世獨立的天才──孤單地進行觀測、計算、分析,然後寫出石破天驚的論文。然而如今「多信使天文學」才是王道,喬治亞理工學院(Georgia Institute of Technology)與LIGO研究員卡多奈提(Laura Cadonati)博士說:「爾今爾後,我們想知道的越多,就越是要攜手合作。」

回到1億3000萬年之前、1億3000萬光年之外,那兩顆中子星的質量各約為太陽的1.1至1.6倍,直徑各約20公里,彼此距離約300公里。它們彼此環繞,越來越快,越來越近,開始延展、扭曲周遭的時空(space-time),以重力波的形式釋放巨大的能量,並以光速向四面八方傳遞。

在相撞的那一刻,兩顆中子星結合為一,釋放出有如「火球」的短伽瑪射線爆。「激情過後」,天際出現一顆「千倍新星」(kilonova),繼續將大量發光發熱的物質噴向浩瀚宇宙,其中包括金、銀、鉑、鉛、鈾等元素,這些比鐵重(原子量大於56)的元素就是如此產生。換言之,從埃及法老(pharaoh)的寶藏到廣島原子彈到你的結婚戒指,都來自數億、數十億光年外某兩顆中子星的壯麗撞擊。

千倍新星(kilonova)(NASA)
千倍新星(kilonova)(NASA)

 

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