LIGO-Virgo 重力波訊號大豐收,迄今探測總數已達 50 個

作者 | 發布日期 2020 年 10 月 30 日 16:45 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


5 年前,人類首次觀測到重力波並揭開全新研究領域,自那之後重力波天文台也升級了好幾次,力求捕捉更多宇宙漣漪。最近,LIGO 與 Virgo 公布了第三次觀測(O3a)期間檢測到的 39 個重力波訊號,讓目前已知的重力波事件總數一舉達 50 個,LIGO 官方也開心亮出了「重力波訊號大家庭」合圖。

2015 年 9 月 14 日,科學家終於檢測到了人類史上第一個重力波訊號,來自 13 億光年外 2 個黑洞合併產生的連鎖反應,這一成就不只更加鞏固了廣義相對論地位,也讓天文學家描述宇宙的思路變得更加清晰。

於是接下來,科學家努力幫位於美國華盛頓州、路易斯安那州的 LIGO(雷射干涉重力波天文台)探測器升級,位於義大利的 Virgo(室女座干涉儀)探測器也於 2016 年升級完成加入 LIGO 體系,組成三角陣形以更精確給出重力波波源位置。很快地,LIGO-Virgo 在 2017 年偵測到史上第一個雙中子星合併產生的重力波,又證實了一些理論包括:伽瑪射線暴起源、重金屬的起源(但後續有新研究反駁)等。

2019 年 4 月~10 月期間,LIGO-Virgo 進行了第三次合作觀測(O3a),不只短短半年內發現了 39 個新重力波訊號,更讓我們在短短 5 年內從找不到重力波、到如今已確認的重力波事件達到 50 個。所有事件都有個共通點:來自黑洞或中子星等緻密物體合併,但仔細觀察就會發現不同之處,天文學家可以看到合併物體的質量範圍非常廣,有些質量和太陽差不多,有些則到太陽質量 90 倍以上;有的很接近地球、有的非常遠。

這 39 個重力波訊號中,有些在前陣子也都上過新聞,比如第一次觀察到雙黑洞融合成理論上的「中等質量黑洞」,為 GW190521 事件;第一次觀察到質量大小懸殊的雙黑洞碰撞,為 GW190412 事件;甚至還可能第一次探測到黑洞與中子星融合,這是物理學家一直在等待的特殊混合事件,只不過該事件訊號微弱,目前還未理出結果。

在 LIGO-Virgo 第二次觀測(O2a)期間,天文學家還以為我們已經看到所有類型的雙黑洞合併,事實證明黑洞風景遠比想像中還要豐富許多、變化多端。

今年 3 月,LIGO-Virgo 剛完成最新的 O3b 觀測,研究人員已開始著手分析這段期間的數據,期待接下來我們又會發現什麼特殊的合併事件吧。

(首圖來源:LIGO

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