NASA任务从重力波事件中捕获第一只光

NASA任务从重力波事件中捕获第一只光

由于星系NGC 4993中的两个合并的中子星，位于距离地球九十二亿光年之际，美国宇航局的科学家也首次发现与引力波事件相关的光线。

8月17日美国东部时间8时41分不久之后，NASA的费米伽玛射线太空望远镜从强大的爆炸中拾取了高能量的光线，立即向全球的天文学家报告为短时伽马射线爆发。美国国家科学基金会激光干涉仪重力波观测台（LIGO）的科学家们发现了一系列与伽马射线爆发相关的粉碎星系称为GW170817的引力波，鼓励天文学家寻找爆炸的后果。此后不久，欧空局（欧洲航天局）的INTEGRAL卫星进行了后续分析，发现爆发。

Swift的紫外/光学望远镜成像了8月份在星系NGC 4993（盒）中合并中子星而产生的kilonova。

Swift的紫外线/光学望远镜在2017年8月18日在星系NGC 4993（盒）中合并了中子星而产生的kilonova，在引力波和伽马射线爆发后约15小时。紫外线光源出人意料地亮起。当Swift再次在8月29日再次见到时，它的紫外线消失，紫外线不可见。这种假色复合结合了通过三个紫外线过滤器拍摄的图像。插图：银河系的放大视图。

美国宇航局的Swift，哈勃，钱德拉和斯皮策的任务，以及数十个地面观测台，包括美国航空航天局资助的泛STARRS调查，后来捕获了爆炸扩大碎片的褪色。

美国航空航天局天文物理司司长华盛顿总部的总监保罗·赫茨（Paul Hertz）说：“这是非常令人激动的科学。“现在，我们第一次看到同样的事件产生的光和引力波，引力波源的光的检测揭示了单独引力波无法确定的事件的细节，乘数效应许多观察台的学习是不可思议的。“

中子星是以前爆炸超新星很久以前的巨大星星的粉碎的剩下的核心。合并之星的质量可能会比我们的太阳高出10％到60％，但是它们并不比华盛顿特区更广泛。该对每秒钟相互旋转数百次，同时产生引力波。随着他们越来越近，轨道越来越快，星星最终分裂合并，产生了一个伽马射线爆发和一个很少见到的爆炸称为“kilonova”。

加利福尼亚州帕萨迪纳州加州理工大学LIGO实验室执行主任David Reitze说：“这是我们一直在等待的。“中子明星合并产生各种各样的光，因为物体在碰撞时形成了热的碎片。融合黑洞 - 事件LIGO及其欧洲对手，处女座曾经看过的事件很可能消耗任何事情在他们遇难之前的很久以前，所以我们不期待同样的灯光秀。“

“对于短伽马射线爆发的有利解释是，它们是由在中子星或中子星和黑洞的合并产生的光的速度附近的碎片射流引起的，”Eric Burns说，在费城的伽马射线爆破监视团队在美国航空航天局戈达德太空飞行中心在格林贝尔特，马里兰州。“LIGO告诉我们，紧凑型物体的合并，费米告诉我们有一个短的伽马射线爆发，我们一起知道，我们观察到的是两个中子星的合并，大大地确认了关系。

在最初费米子检测的几个小时内，意大利比萨附近的欧洲引力观测站的 LIGO和处女座探测器通过对引力波数据进行额外分析，极大地改善了事件在天空中的地位。然后，地面观测台在NGC 4993中快速找到了一个新的光学和红外光源，即kilonova。  

对于费米来说，这似乎是一个典型的短伽马射线爆发，但它发生在距离已知距离的任何其他短爆发的十分之一处，使其成为最昏暗的已知距离之一。天文学家们仍然在试图找出为什么这个爆发是如此奇怪，以及这个事件与更远的更远的距离看到的更多发光的伽马射线爆发有关。

美国宇航局的“斯威夫特”，哈勃和斯皮策的任务是跟随kilonova的演变，以更好的了解这种慢速移动的材料的组成，而钱德拉则搜寻与超快速喷气机的遗体相关的X射线。

当斯威夫特在费米的伽马射线爆发检测后不久就转向星系，发现了一个明亮而快速的褪色的紫外线（UV）源。

“我们并没有预料到kilonova会产生明亮的紫外线辐射，”戈达德的斯威夫特首席研究员S. Bradley Cenko说。“我们认为这是由短暂的碎片造成的，这些碎片驱动了伽马射线爆发。

随着时间的推移，喷气式飞机的材料随着扫射而减速并变宽，加热星际物质，产生包括X射线在内的所谓的余辉发射。

但是航天器没有看到X射线 - 对于产生更高能量γ射线的事件而言，这是一个惊喜。

发现源头九天后，美国宇航局的钱德拉X射线观测台清楚地检测到X射线。科学家认为延迟是我们视角的结果，喷气式飞机需要时间才能扩展到我们的视线。

美国宇航局哈勃太空望远镜和钱德拉X射线观测台观察到与GW170817相关的kilonova（盒）

与NASA哈勃太空望远镜和钱德拉X射线观测台观测到的与GW170817（盒）相关的kilonova。哈勃望远镜从热膨胀的碎片中检测到光和红外光。合并的中子星产生引力波并发射产生γ射线爆发的射流。九天后，钱德拉检测到喷气机在飞机射入我们的视线后朝向地球发射的X射线余辉。

戈达德的Eleonora Troja说：“X射线的检测表明，中子星合并可以形成强大的喷气式飞机，以近光速流出，”他领导了一个Chandra团队，发现了X射线发射。“我们不得不等待九天的时间来检测它，因为我们从旁边看，不像我们以前见过的那样。”

8月22日，NASA的哈勃空间望远镜开始对kilonova进行成像，并捕获其近红外光谱，揭示了扩展碎片的运动和化学成分。

激光干涉仪引力波观测台检测到来自中子星碰撞的引力波

2017年8月17日，激光干涉仪重力波观测台检测到来自中子星碰撞的引力波。在12小时内，观测台确定了这个哈勃太空望远镜图像中所示的星系NGC 4993内的事件的来源，并将相关的星光耀斑称为kilonova（盒）。插图：哈勃在六天内观察到kilonova褪色。

英国考文垂华威大学的安德鲁·莱文（Andrew Levan）表示：“光谱看起来与理论物理学家如何预测两颗中子星的合并结果将会出现。”他引导了哈勃光谱观测的一项建议。“它把这个对象绑定到引力波源，超出了所有合理的怀疑。”

天文学家认为，kilonova的可见光和红外光主要是通过从富含中子的碎片中形成的放射性元素的衰变加热而产生的。撞击中子星可能是宇宙中许多最重的元素（包括铂金和黄金）的主要来源。

由于其地球尾随轨道，Spitzer独特地坐在观测kilonova之后，太阳移动太靠近星系，望其他望远镜。斯皮策9月30日的观察记录了来自kilonova的最长波长的红外光，这揭示了重元素的数量伪造。

加州理工学院助理教授兼Spitzer观察计划首席研究员Mansi Kasliwal说：“Spitzer是参加聚会的最后一位，但最终将会说明黄金是多少伪造的。

描述和解释这些观察的许多科学论文已发表在“科学，自然，物理评论”和“天体物理学杂志”上。

重力波在2015年由LIGO 首次直接发现，其建筑师获得了2017年诺贝尔物理学奖。

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