宇宙碰撞可以在发生之前预测吗？_朋友圈励志短句，深夜读到泪目最新消息 一个归于欧洲的处女座

宇宙碰撞可以在发生之前预测吗？Credit: California Institute of Technology
（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（by Whitney Clavin, California Institute of Technology）：2017年8月17日，大约70架望远镜集体将目光投向了发生在数百万光年之外的两颗死星之间的激烈碰撞。望远镜在彩虹般的波长中观察这一事情，从无线电波到可见光到最高能量的伽马射线。当这对超高密度中子星相互碰撞时，它们向外抛出碎片，朋友圈励志短句，深夜读到泪目这些碎片会发光几天、几周乃至几个月。一些旁观的望远镜在灼热的爆炸中察觉了金、铂和铀，证实了我们宇宙中大多数重元素都是在这种类型的宇宙碰撞中形成的。
假如历程到此落幕，这一宇宙事情本身就会引人注目，但那天的天文聚会上还有其他三个探测器——两个归于LIGO(激光干涉引力波天文台)，一个归于欧洲的处女座。LIGO和处女座观察到的不是光波，而是热门复出消息榜单引力波，或者由大品质加速物体形成的时空抖动。随着中子星螺旋在一起，它们在合并并爆发出光之前会形成引力波。正是Virgo室女座引力波联网提醒了全球各地的几十架望远镜，上面的天空中正发生惊人的事情。假如没有LIGO和处女座，2017年8月17日将是天文学中典型的一天。
从那时起，Virgo室女座联网只察觉了另外一个中子星合并；在这种状况下，发生在2019年，基于光的望远镜无法观测到这一事情。(light处女座也探测到了几十个二元黑洞合并，但在大多数状况下，这些都不会发光。)随着Virgo处女座预定于本年5月回归，天文学家们正兴奋地为更多爆炸性的网友邓紫棋Tips中子星合并做筹备。一些LIGO团队成员心中的一个紧迫难题是:他们能更快地探测到这些事情吗——乃至或许在死亡恒星碰撞之前？
为此，探究人员正开发早期预警使用，以在撞击前几秒钟乃至整整一分钟提醒天文学家中子星合并。
“这是一场与时间的赛跑，”加州理工学院博士后学者瑞安·麦咭说，他正与佐治亚理工学院教授苏拉比·萨克德夫共同领导预警使用的开发。“我们错过了宝贵的时间来理解这些合并前后发生了什么，”他说。
十一个小时后，源头找到了
一旦LIGO探测到一个或许的中子星碰撞，地面和太空的望远镜就着手追踪并精确定位它的位置。由三个引力波探测器组成的Virgo处女座联网有助于压缩烟火发生的大致位置，另外需要基于光学的望远镜来确认中子星所在的确切星系。
针对8月17日的事情，即GW170817，大多数基于光的有些友情，人间理想望远镜直到9个小时后才能着手检索引力波事情的来源。Virgo处女座团队在中子星碰撞40分钟后向天文学界发出了第一个警报，并在事情发生4.5小时后绘制了第一张星图，概述了事情的大致位置。
但是到那个时候，南部天空中感兴趣的区域已然下降到地平线以下，超出了能够目睹它的南方望远镜的视野。天文学家将不得不焦急地等待，直到事情发生后九个小时才着手检索天空。中子星碰撞后大约11个小时，几台地面光学望远镜总算锁定了电波的来源:一个名为NGC 4993的星系，距离我们大约1.3亿光年。
为下次跑步做筹备
中子星如何相互撞击并在宇宙中播种重元素的历程已然过去了11个小时，天文学家们急切地等待着更多的中子星碰撞。针对Virgo室女座的快要到来的管理，其中也将含有日本KAGRA的观测，探测器已然开展了一系列升级，以使它们能够更好地捕捉引力波事情，从而捕捉中子星合并。该团队预计在下一次管理中探测到4到10个中子星合并，并在打算于2027年着手的当前高级探测器联网的第五次观测管理中探测到多达100个。打算在21世纪30年代使用更先进的探测器。
下一次管理将使用的一个新特性是早期预警警报操控系统。这个专门的使用将补充到当下为止常规用于探测所有引力波事情的首要使用。
主使用也称为检索管道，经由将资料与已知通讯或波形库开展匹配，寻找隐藏在嘈杂的LIGO资料中的微弱引力波通讯，这些通讯或波形代表各异类型的事情，如黑洞和中子星合并。假如察觉并证实了匹配，就会向天文学界发出警报。预警使用以同样的方式岗位，但只使用波形的截断版次，以便它可以更快地岗位。
“探测器在观测过程中不断获取新资料，我们将波形与资料开展较为。麦咭说:“假如我们使用截断的波形，我们就不必等到收集了足够多的资料后再开展较为。”。“权衡的结局是，通讯需要足够大，以便使用截断的波形开展测试。重大的是依然沿着预警管道管理首要管道，以拾取较弱的通讯，并获得最佳的最后定位。”麦咭、萨克德夫和他们的同仁正探究一条名为GSTLAL的预警管道；Virgo处女座的其他预警管道也在建设中。
在烟火之前
当中子星像一对冰舞者一样互相围绕旋转时，它们的轨道越来越快，并发出频率越来越高的引力波。中子星之间的最后舞蹈比黑洞之间的持续时间更长，在LIGO最敏感的频带内长达几分钟，这给了LIGO和处女座更多的时间来捕捉恒星戏剧性结局的前奏。在GW170817的状况下，这对混合的中子星在Virgo处女座可探测到的频率范围内停留了六分钟，然后两个天体最后合并。
LIGO预警使用的截断波形旨在捕捉这最后一支舞的片段；事实上，探究人员觉得该使用最后会在碰撞前一分钟捕捉到中子星合并。假如是这样，这将给全球各地的望远镜更多的时间来察觉和探究爆炸。
“在下一次管理中，我们或许能够提前10秒捕捉到中子星合并，”Sachdev说。“到第五次管理时，我们相信我们可以捕捉到一个完整的一分钟警告。”
针对天文学家来说，一分钟是很长的时间。加州理工学院天文学教授Gregg Hallinan是加州理工学院欧文斯谷射电天文台的主任，他说，中子星快要合并的早期预警对伽马射线、X射线和射电望远镜尤为重大，由于碰撞或许在一着手就在这些波长上爆发。
哈利南说:“射电望远镜阵列，如欧文斯谷射电天文台(OVRO-LWA)的长波长阵列和加州理工学院前方的2000天线深度天气阵列(DSA-2000)，或许能够探测到理论上在中子星合并时发生的射电闪光，以及在合并前的最后一次检查中的一些模型。”“这将告诉我们这些大规模毁灭性事情的直接生态。更重大的是，目睹无线电闪光还可以合作我们迅速确定合并的地点。”
加州理工学院的探究生Shreya Anand说，早期对合并的光学和紫外线观察可以揭示有关它们演化的新信息，例如元素是如何在碰撞中喷出的高效移动物质中形成的。
Anand在加州理工学院天文学教授Mansi Kasliwal(2007级硕士，2011级博士)的小组岗位，她自己正忙于开发使用，不是以便预警操控系统，而是一旦收到来自LIGO的警报，就检索天空中的中子星合并和其他宇宙事情。Kasliwal的小组当下正为Zwicky Transient Facility (ZTF)和快要到来的广域红外瞬态探测器(WINTER)开发使用，这两个探测仪器位于加州理工学院的帕洛马天文台。ZTF和温特可以追踪LIGO警报来察觉和观察中子星合并。Anand正开发一种使用来加速这种检索。
“我们的算力计算出如何最好地覆盖天空的各异区域，以及持续多长时间，以确保找到目标的最大机遇，”她说。“在合并的早期阶段，我们错过了有趣的物理学。LIGO团队的预警使用和我们的望远镜检索使用将加快我们早期察觉事情的机遇。这将最后让我们对正发生的事情有一个更完整的知晓。”
麦咭领导的预警探究发表在2021年的天体物理学杂志《快报》上。Sachdev领导的这项探究也发表在2020年的天体物理学杂志Letters上。