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LIGO開始第三輪探測運行：或新發(fā)現(xiàn)兩個引力波信號  LIGO由兩個相距約3000公里的巨型探測器組成，一個位于路易斯安那州的利文斯頓，另一個位于華盛頓州的漢福德（如圖）  在華盛頓州的漢福德，LIGO工程師正在準備先進LIGO（Advanced LIGO）的第三次觀測運行 4月8日，LIGO在其首次公開預(yù)警中宣布發(fā)現(xiàn)了第一個新的引力波信號，隨后又在4月12日發(fā)布了第二個預(yù)警。這兩個引力波事件很可能源自兩個黑洞的碰撞。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，科學家們又探測到了十多個引力波信號。隨著LIGO和Virgo的升級完成，科學家希望最多時能每周探測到一個以上的引力波信號。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。 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行時提升了40%，而Virgo的靈敏度自上次運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過渡到了一個新系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，它們幾乎可以即時向天文學團體發(fā)出了潛在引力波探測結(jié)果的預(yù)報。這使得電磁望遠鏡（包括x射線、紫外線、光學和射電望遠鏡）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力學至關(guān)重要。 在此次探測中，由物理學、天文學和天體物理學助理教授查德•漢納（Chad Hanna）領(lǐng)導(dǎo)的賓夕法尼亞州立大學LIGO科學家團隊發(fā)揮了關(guān)鍵作用。 “賓夕法尼亞州立大學的研究人員是LIGO科學團隊的一部分，他們幾乎實時地分析數(shù)據(jù)，”LIGO團隊成員、賓夕法尼亞州立大學物理學研究生科迪·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。盡管有幾個不同的團隊都在進行類似的分析，但賓夕法尼亞州立大學團隊分析后所上傳的候選信號中就包括了這兩個公開的探測結(jié)果�！� 梅西克在過去九個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運行的探測器的信息，即使其中某個探測器的信號異常安靜。這有助于對信號進行定位，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)生時間以及可能的事件類型。 “這幾乎是對兩個黑洞可能碰撞產(chǎn)生的引力波進行實時探測，”賓夕法尼亞州立大學物理學研究生、LIGO團隊成員瑞安·瑪姬（Ryan Magee）說，“我們在第一個信號到達地球20秒內(nèi)就探測到了。我們可以設(shè)置自動警報，以便在識別出重要的候選信號時接到電話和短信。我還以為一開始會接到一個垃圾電話呢!”  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，相當于2000個滿月，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，這兩個引力波信號的來源都是致密雙星合并——兩個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、兩個黑洞或者一顆中子星和一個黑洞之間。不同類型的合并會產(chǎn)生不同的引力波信號，從而使LIGO團隊能夠識別出產(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，也是科學家非常期待的科學發(fā)現(xiàn)，其極端性還處在熱烈討論之中。 |
