没错,这就是那篇3000个作者署名的史诗性论文
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图1 “双中子星合并的多信使观测”
这篇题为“双中子星合并的多信使观测”的文章于2017年10月16日正式发表在《天体物理学杂志》上,这篇由全球70多家单位和3000名作者合作的文章,详细介绍了对这次标志着新天文观测时代到来的双中子星合并事件的观测过程和结果。人类首次发现引力波电磁对应体,中国的南极巡天望远镜和“慧眼”X射线望远镜也参与了这次全球联测。下图为“慧眼”团队在文章中的署名。
图2 “慧眼”团队在文章中的署名
2017年8月17日,LIGO和VIRGO(欧洲“室女座”引力波探测器)共同探测到的引力波事件GW 170817,是人类首次直接探测到由两颗中子星并合产生的引力波事件。随后的几秒之内,美国宇航局费米伽玛射线卫星和欧洲INTEGRA卫星都探测到了一个极弱的短时标伽玛暴GRB 170817A。全球有几十台天文设备对GW 170817开展了观测,确定这次的引力波事件发生在距离地球1.3亿光年之外的编号NGC 4993的星系中。
图3:引力波、伽马射线和可见光的位置。
左边的小格子展示了90%置信区间投影区域,分别来自LIGO(浅绿色),LIGO-Virgo(深绿色),来自费米与INTEGRAL时间延迟得到的三角定位(浅蓝色),费米GBM(深蓝色)。放大图展示了宿主星系NGC4993的位置,包括了来自并合后10.9小时的Swope光学图像(右上方)与并合20.5天前的图像(右下方)。
图4. LIGO(汉福德和利文斯顿)和VIRGO(欧洲“室女座”引力波探测器)共同探测到的引力波事件GW 170817的信号。
图5:GW170817,GRB170817A,SSS17a/AT2017gfo发现的时间线,以及以信使、波长和相对于引力波信号时间排列的后续观测。
每一个波段或信使都显示了两种信息。首先,阴影区域代表了在GCN通告里报告的时间。每行开头为对应的作者。其次,带圆圈的实线标志着该源在对应波段至少被探测到一次。圆圈的大小大致由星等校准。
图6. 不同望远镜在GW170817事件发生后不同时间段的可将光观测结果。
图7. NGC 4993:历史性爆炸事件的寄主星系
这幅由哈勃太空望远镜为星系NGC 4993拍摄的影像呈现了这个已爆发多日的黯淡亮斑。该事件源于两颗中子星合并后所产生的元素形成爆炸,是短伽马射线爆千新星理论的有力证据。另外,后续的分析工作还包括爆炸事件的物理性、形成了哪些重元素、引力辐射和光传播速度的相似性以及校正我们宇宙距离标尺的新测量方法。
下面资料翻译自Science和Nature 关于合并事件的论文。
图8. 3x3角分的图像,NGC4993置于中央,上北左东。图A为哈勃望远镜在事件爆发前4个月拍摄的图像(宽V波段滤波器F606W,黄光)。图B为欧洲南方天文台Swope1.02米望远镜8月17日拍摄的事件爆发后的图像(i波段)。
图9 哈勃空间望远镜
图10. 欧洲南方天文台Swope1.02米望远镜
图11. 中国南极巡天望远镜AST3合作团队利用正在中国南极昆仑站运行的第2台望远镜AST3-2对GW 170817开展了有效的观测,此次观测持续到8月28日,期间获得了大量的重要数据,并探测到此次引力波事件的光学信号。
图12. 中国南极巡天望远镜AST3-2
图13. NGC4993与SSS17a的假彩色合成图像,1x1角分。图A拍摄于合并后0.5天。图B拍摄于合并后4.5天。经过四天时间,合并产生的亮度减弱并发红。图像来自Swope和Magellan(6.5米)望远镜。
图14. 欧洲南方天文台Magellan(6.5米)望远镜
图15. 合并事件所在天区的紫外假彩色合成图像,u,uvw1,uvm2分别做为红、绿、蓝通道合成(来自Swift“雨燕”观测卫星)。
图A中可以清楚的看到明亮的紫外辐射,在图B中由于其迅速衰减为蓝光而检测不到。图C为图A的放大图,圈出的即为探测到的紫外光瞬变。
图16. 引力波光学对应体的近红外和射电波段的比较。
图A为近红外假彩色合成图像,双子座望远镜(南)拍摄于8月27日。图B为甚大阵射电望远镜(VLA)9月9日拍摄的射电波段图像(6GHz),辐射密度为23±3.4微央斯基(10^(-26)瓦/(平方米?赫兹))。图C显示8月22.6日至9月1日之间的射电流量密度为7.8±2.6微央斯基,说明射电波段的辐射在增强。由于本次事件只有在南半球才有可能观测到,所以中国天眼FAST未能发挥作用。
图17.北双子座望远镜
图18.甚大阵射电望远镜(VLA)
图19. GW1708117的可见光/红外以及X射线图像。
a图来自哈勃,显示了在距离早期形态星系NGC4993中心约2千秒差距(1pc≈3.26ly)的一次瞬变。图b来自钱德拉X射线望远镜,展示了其在软X射线波段的样子。
图20. 钱德拉X射线望远镜
参考文献:
图1、2、3、5、6及配文引用翻译自论文:Multi-messenger Observations of a Binary Neutron Star Merger. The Astrophysical Journal Letters.
图4引自知乎专栏:从此,人类终于耳聪目明了
图7及配文引用翻译自:NASA:APOD 2017-10-23
图8及配文引用翻译自论文:Swope Supernova Survey 2017a (SSS17a), the optical counterpart to a gravitational wave source. Science.
图9、17、18、20引自维基百科
图10、14引自欧洲南方天文台官网
图11、12及配文引自中国科学院紫金山天文台官网
图13及配文引用翻译自:Light curves of the neutron star merger GW170817/SSS17a: Implications for r-process nucleosynthesis. Science.
图15及配文引用翻译自:Swift and NuSTAR observations of GW170817: Detection of a blue kilonova. Science.
图16及配文引用翻译自:A radio counterpart to a neutron star merger. Science.
图19及配文引用翻译自:The X-ray counterpart to the gravitational-wave event GW170817.Nature.
作者简介:彬子(1990-),男,满族,河北人,理学硕士,气象遥感工程师,主要从事定量遥感应用研究,在权威学术期刊发表文章数篇,喜好天文、电影、足球。初学理,后从文,又归理,然皆觉不通,唯有天朗气清之时仰望星辰,方感宇宙无垠之广袤,人类蝼蚁之渺小。
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