世界天文“大潮”里的中国力量|荔枝时评

2017年10月17日 17:01:05 | 来源:荔枝网

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  /孙正凡

  (作者孙正凡,荔枝新闻特约评论员,天体物理学博士,科普作家,科学松鼠会会员;本文系荔枝网及旗下“荔枝新闻”手机客户端独家约稿,转载请注明出处。)

  引力波又一次刷屏了!先是在104号负责LIGO项目的三位科学家众望所归、毫无悬念地获得了诺贝尔物理学奖,然后是在北京时间1016日晚上22点,包括紫金山天文台、清华大学在内的全球70多家天文机构召开了规模空前的联合新闻发布会,引起了全球天文学家和爱好者的狂欢——这次不仅探测到了引力波,而且看到了它的来源,1.3亿光年之外的一对双子中子星合并,可以说是激动人心,意义非凡。中国天文学家和天文学仪器也参与其中,做出了重要贡献,更是彰显了天文学领域的强大“中国力量”!

  引力波天文学的开端

  这次的发现引力波事件,被命名为GW170817,即发现于2017817日。与此前4次引力波事件由LIGO唱独角戏不同的是,这次同时探测到了引力波及其电磁对应体,得益于国际天文联合会的快速响应体系,包括7架太空望远镜在内的天上地下70多个观测站迅速寻找定位了目标:1.7秒后定位了短时标(持续时间极短)的伽玛射线暴,不到11个小时之内智利Swope超新星巡天(SSS)望远镜在NGC 4993星系中定位了光学对应体;接下几星期里全世界最先进的望远镜们纷纷加入观测。

  来自世界各地的观测提供了两颗中子星从并合前约100秒到并合后数星期的全面信号,最终证实了科学家的很多猜想:短伽玛暴来源是两个中子星并合,产生了引力波和千新星,引力波传播速度为光速,多信使天文学时代真的到来了!

  中国天文学团队的重要贡献

  在这项创造天文学历史、具有人类学意义的重大发现中,我们也看到中国科学家跻身其中,做出了重要贡献。在首先探测到引力波信号的LIGO合作组里,一直有参与际合作的清华大学LIGO工作组,负责人是曹军威教授。由于NGC 4993星系位于南半球的长蛇座,北半球的望远镜无法观测,位于南极Dome A中国昆仑站的50厘米南极光学巡天望远镜(AST3)参与其中,项目的负责人是紫金山天文台的王力帆研究员。另外于2017615日发射升空,仍处于试运行阶段的中国科学院高能物理所的“慧眼”卫星(HXMTX射线调制望远镜)成功监测了引力波源所在天区,对百万电子伏特(MeV)高能区的辐射性质给出严格限制,首席科学家是张双南教授……

  此外,南极AST3望远镜还是中国自主研发的首台全自动无人值守望远镜。南极天文中心运行团队在得到坐标位置后,停止了所有其它的观测计划,立刻对GW170817开始了观测。从北京时间818日到28日,成功探测到了第一例来自双中子星合并的光学对应体信号,最终得到了目标天体的光变曲线。

  令人瞩目的中国天文力量

  对于引力波天文学来说,这是新的起点。中国科学院国家天文台、中山大学等单位正在太空实现“空间太极计划”“天琴计划”,在西藏的“阿里实验计划”,计划聆听包括中子星合并、宇宙诞生过程等来源的引力波。

  实际上,近年来,中国的天文学团队的成就已经屡屡引起世界惊叹。

  就在昨天,中科院国家天文台宣布,他们使用LAMOST的海量恒星光谱数据,获得数百万颗恒星参数,绘制了银河系外围结构切面图,发现银河系的盘比以前认识的大25%。丰富的恒星位置、速度、元素组成等信息也为全面揭示银河系特别是银盘的星族、结构、起源和演化提供了独特和关键的数据。

  1010日,FAST望远镜探测到数十个优质脉冲星候选体,其中6颗脉冲星已通过国际认证。这是我国射电望远镜首次发现新脉冲星,也是中国人首次用自己的望远镜发现新脉冲星,开启了中国射电波段大科学装置系统产生原创发现的时代。

  不久之前,由中科大教授领衔的中国、美国、智力研究团队探测到一批宇宙大爆炸后约8亿年的早期星系,为研究宇宙早期的星系形成与演化奠定了基础。

  ……

  而中国天文学界已经和正在建设的新型、大型天文设备,比如郭守敬望远镜(LAMOST)500米口径的FAST射电望远镜……等等,在未来的世界天文学进展中必然会发挥越来越重要的作用。

  新世纪的天文大潮正在到来,中国天文学家已经准备好了!

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