中國“慧眼”望遠(yuǎn)鏡成功監(jiān)測引力波源所在天區(qū)

美國激光干涉引力波天文臺(LIGO)等機(jī)構(gòu)16日聯(lián)合宣布首次發(fā)現(xiàn)雙中子星并合引力波事件。據(jù)中國科學(xué)院高能物理研究所發(fā)布，中國首顆空間硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星“慧眼”參與監(jiān)測并作出貢獻(xiàn)。

引力波源于愛因斯坦建立廣義相對論以后的預(yù)言，即極端天體物理過程中引力場急劇變化，產(chǎn)生時空擾動并向外傳播。從LIGO在2015年9月14日首先發(fā)現(xiàn)雙黑洞并合產(chǎn)生的引力波事件以來，人們已探測到4例引力波事件。

本次發(fā)現(xiàn)的引力波事件不同于以往的雙黑洞并合，而是由兩顆中子星并合產(chǎn)生。這是人類首次同時探測到引力波及其電磁對應(yīng)體，印證了“雙中子星并合不僅能產(chǎn)生引力波，還能產(chǎn)生電磁波”的理論預(yù)言，因此有評論稱“正式開啟了引力波天文學(xué)時代”。

由于該引力波事件意義重大，天文學(xué)界使用了大量的地面望遠(yuǎn)鏡和空間望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測。但在引力波事件發(fā)生時，僅有4臺X射線和伽馬射線望遠(yuǎn)鏡成功監(jiān)測到爆發(fā)天區(qū)，其中就有“慧眼”。

“慧眼”由中國國家國防科技工業(yè)局與中國科學(xué)院聯(lián)合資助建造，于2017年6月15日發(fā)射升空，目前仍處于試運(yùn)行階段。“慧眼”不僅在引力波事件發(fā)生時成功監(jiān)測了引力波源所在天區(qū)，還對其伽馬射線電磁對應(yīng)體(簡稱“引力波閃”)在百萬電子伏特(MeV)高能區(qū)的輻射性質(zhì)給出嚴(yán)格限制。

中國科學(xué)院高能物理研究所的專家解釋，比較4臺監(jiān)測到爆發(fā)天區(qū)的望遠(yuǎn)鏡，“慧眼”在0.2—5MeV能區(qū)的探測接收面積最大、時間分辨率最高。由于此次引力波閃極為暗弱，導(dǎo)致沒有望遠(yuǎn)鏡在MeV能區(qū)探測到引力波閃，“慧眼”對引力波閃在MeV高能區(qū)的輻射性質(zhì)給出上限更顯可貴。因此，“慧眼”以合作組形式加入報(bào)告本次歷史性發(fā)現(xiàn)的論文。

需指出的是，“慧眼”原本的設(shè)計(jì)目標(biāo)是探測黑洞、中子星等銀河系內(nèi)的X射線天體，項(xiàng)目組通過創(chuàng)新使用望遠(yuǎn)鏡輔助探測器，獲得探測伽馬暴及引力波閃的額外能力，使其成為國際上正在運(yùn)行的最重要的伽馬射線暴監(jiān)測設(shè)備之一。

記者還從中國科學(xué)院高能物理研究所獲悉，在“慧眼”的技術(shù)基礎(chǔ)上，他們提出專門探測引力波閃的引力波高能電磁對應(yīng)體全天檢測器項(xiàng)目(GECAM)，將其命名為“閃電”。研究人員目前已完成“閃電”項(xiàng)目攻關(guān)及方案設(shè)計(jì)的大部分工作，正在爭取立項(xiàng)，推動中國在相關(guān)領(lǐng)域的研究達(dá)到國際領(lǐng)先水平。