北京時(shí)間4月22日消息，據(jù)國外媒體報(bào)道，在升級之后第三個(gè)觀測周期的兩周內(nèi)，激光干涉引力波天文臺(tái)（LIGO）和位于意大利的室女座干涉儀（Virgo）探測到了兩個(gè)可能的引力波信號。這兩個(gè)信號被認(rèn)為來自同一對黑洞的合并。引力波是由劇烈天文事件導(dǎo)致的時(shí)空漣漪，最初由愛因斯坦的廣義相對論所預(yù)言。
4月8日，LIGO在其首次公開預(yù)警中宣布發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)新的引力波信號，隨后又在4月12日發(fā)布了第二個(gè)預(yù)警。這兩個(gè)引力波事件很可能源自兩個(gè)黑洞的碰撞。2015年9月，LIGO首次探測到了引力波，并在2016年2月宣布了這一發(fā)現(xiàn)。在接下來的三年里，科學(xué)家們又探測到了十多個(gè)引力波信號。隨著LIGO和Virgo的升級完成，科學(xué)家希望最多時(shí)能每周探測到一個(gè)以上的引力波信號。到目前為止，探測結(jié)果符合這一預(yù)期。新一輪觀測周期被稱為“O3”，將持續(xù)大約一年。
LIGO由兩個(gè)相距約3000公里的巨型探測器組成，一個(gè)位于路易斯安那州的利文斯頓，另一個(gè)位于華盛頓州的漢福德
在華盛頓州的漢福德，LIGO工程師正在準(zhǔn)備先進(jìn)LIGO（Advanced LIGO）的第三次觀測運(yùn)行
過去數(shù)月的升級使LIGO捕捉引力波信號的敏感度比上一輪運(yùn)行時(shí)提升了40%，而Virgo的靈敏度自上次運(yùn)行以來幾乎提升了一倍。此外，在這一輪（第三輪）的探測中，LIGO和Virgo過渡到了一個(gè)新系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，它們幾乎可以即時(shí)向天文學(xué)團(tuán)體發(fā)出了潛在引力波探測結(jié)果的預(yù)報(bào)。這使得電磁望遠(yuǎn)鏡（包括x射線、紫外線、光學(xué)和射電望遠(yuǎn)鏡）能夠搜索并有望找到來自同一來源的電磁信號，這些信號對于理解引力波事件的動(dòng)力學(xué)至關(guān)重要。
在此次探測中，由物理學(xué)、天文學(xué)和天體物理學(xué)助理教授查德?漢納（Chad Hanna）領(lǐng)導(dǎo)的賓夕法尼亞州立大學(xué)LIGO科學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
“賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員是LIGO科學(xué)團(tuán)隊(duì)的一部分，他們幾乎實(shí)時(shí)地分析數(shù)據(jù)，”LIGO團(tuán)隊(duì)成員、賓夕法尼亞州立大學(xué)物理學(xué)研究生科迪·梅西克（Cody Messick）說，“我們不斷地將這些數(shù)據(jù)與成千上萬種可能的引力波進(jìn)行比較，并盡可能快地將任何重要的候選引力波上傳到數(shù)據(jù)庫中。盡管有幾個(gè)不同的團(tuán)隊(duì)都在進(jìn)行類似的分析，但賓夕法尼亞州立大學(xué)團(tuán)隊(duì)分析后所上傳的候選信號中就包括了這兩個(gè)公開的探測結(jié)果。”
梅西克在過去九個(gè)月里一直致力于確保上傳的候選引力波信號包含所有在探測時(shí)運(yùn)行的探測器的信息，即使其中某個(gè)探測器的信號異常安靜。這有助于對信號進(jìn)行定位，并有可能將信號來源的預(yù)測天空區(qū)域縮小一個(gè)數(shù)量級以上。所有的LIGO公開預(yù)警都將包括一張顯示可能來源位置的天空地圖、事件發(fā)生時(shí)間以及可能的事件類型。
“這幾乎是對兩個(gè)黑洞可能碰撞產(chǎn)生的引力波進(jìn)行實(shí)時(shí)探測，”賓夕法尼亞州立大學(xué)物理學(xué)研究生、LIGO團(tuán)隊(duì)成員瑞安·瑪姬（Ryan Magee）說，“我們在第一個(gè)信號到達(dá)地球20秒內(nèi)就探測到了。我們可以設(shè)置自動(dòng)警報(bào)，以便在識別出重要的候選信號時(shí)接到電話和短信。我還以為一開始會(huì)接到一個(gè)垃圾電話呢!”
2019年4月8日探測到的引力波信號源所在的天空區(qū)域。該區(qū)域橫跨387平方度，相當(dāng)于2000個(gè)滿月，大致蜿蜒穿過天空北半球的仙后座、蝎虎座、仙女座和仙王座
據(jù)推測，這兩個(gè)引力波信號的來源都是致密雙星合并——兩個(gè)巨大且密度極高的天體相互碰撞。致密雙星合并可以發(fā)生在兩顆中子星、兩個(gè)黑洞或者一顆中子星和一個(gè)黑洞之間。不同類型的合并會(huì)產(chǎn)生不同的引力波信號，從而使LIGO團(tuán)隊(duì)能夠識別出產(chǎn)生引力波的事件類型。
“隨著LIGO的更新，我希望看到更多的信號，”瑞安·瑪姬說，“我真的很想看到中子星和黑洞的合并，這種情況目前還沒有被探測到。”黑洞—中子星合并是比黑洞—黑洞、中子星—中子星合并更為罕見的事件，也是科學(xué)家非常期待的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，其極端性還處在熱烈討論之中。
LIGO由兩個(gè)相距約3000公里的巨型探測器組成，一個(gè)位于路易斯安那州的利文斯頓，另一個(gè)位于華盛頓州的漢福德。意大利的室女座引力波天文臺(tái)也探測到了這兩個(gè)探測器發(fā)現(xiàn)的引力波信號，并立即公諸于眾。
“這是LIGO第一次以自動(dòng)方式即時(shí)地公開探測結(jié)果，”賓夕法尼亞州立大學(xué)物理學(xué)博士后、LIGO團(tuán)隊(duì)成員Surabhi Sachdev說，“這是LIGO從這輪探測開始實(shí)行的新運(yùn)行策略。引力波事件會(huì)立即自動(dòng)公開。經(jīng)過人工審核之后，相關(guān)的確認(rèn)或撤回決定將在數(shù)小時(shí)內(nèi)發(fā)出。”
LIGO由兩個(gè)相距約3000公里的巨型探測器組成，一個(gè)位于路易斯安那州的利文斯頓，另一個(gè)位于華盛頓州的漢福德（如圖）
在華盛頓州的漢福德，LIGO工程師正在準(zhǔn)備先進(jìn)LIGO（Advanced LIGO）的第三次觀測運(yùn)行