天體物理學家可能在上週探測到了來自遙遠星系中兩顆中子星碰撞產生的引力波——並且對準同一區域的望遠鏡也可能觀測到了該事件。
相關的傳言在網上迅速傳播，令研究人員興奮不已。這樣的探測可能標誌著天文學新時代的到來：在這個時代，現象既可以透過傳統望遠鏡觀察到，也可以作為時空結構中的振動“聽到”。伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的天體物理學家斯圖爾特·夏皮羅說：“這將是我們理解上的巨大進步。”
引力波探測器的工作人員不願對傳言發表評論，因為資料仍在分析中。公開記錄顯示，世界各地的望遠鏡一直在觀測同一星系，但天文學家警告說，他們可能接收到來自無關來源的訊號。
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當研究人員在他們的資料中尋找訊號時，《自然》雜誌解釋了迄今為止已知的情況，以及任何發現的可能意義。
傳聞是什麼？
位於美國的雷射干涉儀引力波天文臺（LIGO）已經三次探測到引力波——時空結構中的漣漪——來自碰撞的黑洞。但科學家們一直希望探測到來自其他宇宙災難的漣漪，例如中子星的合併，中子星是大型恆星爆炸後的殘餘物，但質量不足以坍縮成黑洞。這樣的事件也應該會在整個電磁頻譜中發射輻射——從無線電波到伽馬射線——望遠鏡或許可以接收到。
8月18日，德克薩斯大學奧斯汀分校的天文學家J. 克雷格·惠勒在推特上發文“新的LIGO。具有光學對應體的來源。令人震驚！”開始了公開的傳言。一個小時後，位於西雅圖的華盛頓大學的天文學家彼得·約阿希姆在推特上稱，LIGO已經從星系NGC 4993中觀測到了具有光學對應體（即望遠鏡可以看到的東西）的訊號，該星系位於南天星座長蛇座中，距離約為4000萬秒差距（1.3億光年）。他隨後補充道，“最初的判斷是中子星-中子星合併”。不願透露姓名的天文學家說，在惠勒和約阿希姆發推文之前，傳言已經在私下流傳。
如果引力波研究人員看到了訊號，那麼他們很可能很快就能知道它是來自碰撞的黑洞還是中子星，因為每種型別的事件都有其自身的特徵，即使必須仔細研究資料才能更精確地瞭解事件的起源。
位於義大利比薩的LIGO的姊妹天文臺Virgo在升級中斷後，自8月以來一直在幫助LIGO尋找引力波，也可能已經發現了該事件。這將使研究人員對其來源更有信心。（Virgo對中子星合併的平均靈敏度僅為2500-2700萬秒差距，但在天空的某些區域，它可以看得更遠，最遠可達6000萬秒差距，領導探測器升級工作的物理學家喬瓦尼·洛蘇爾多說）。
惠勒和約阿希姆都拒絕置評，後來惠勒在推特上道歉。“無論對錯，我都不應該發那條推文。LIGO應該在他們認為合適的時候宣佈。我錯了，”他寫道。
望遠鏡觀測情況如何？
不願透露姓名的天文學家說，有傳言稱美國國家航空航天局的費米伽馬射線太空望遠鏡已經觀測到來自潛在引力波源的同一片天空區域的伽馬射線，但一位費米的高階成員拒絕就此發表評論。
這與中子星碰撞可能導致神秘現象短伽馬射線暴（GRB）的預期一致，短伽馬射線暴持續幾秒鐘，通常會伴隨著可見光的餘輝，有時還會伴隨著持續幾天之久的無線電波和X射線。但天文學家警告說，即使費米望遠鏡觀測到了GRB，它也無法高精度地確定其起源。
但很快就出現了更強的證據，表明望遠鏡在收到警報後轉向觀測NGC 4993。8月22日，一個名為太空望遠鏡直播的推特賬號，提供哈勃太空望遠鏡觀測情況的即時更新，該賬號暗示一個天文學家團隊正在使用探測器上的光譜儀觀測雙中子星合併，這通常是天文學家用來觀測短GRB餘輝的方法。哈勃的推文已被刪除。
8月23日，在英國卡迪夫大學天體物理學家彼得·科爾斯的部落格上，一位評論員指出，美國國家航空航天局的錢德拉X射線天文臺也加入了觀測行動。錢德拉網站包含了8月19日進行的觀測的公開記錄。望遠鏡對準了NGC 4993星系內的天體座標，以觀測一個名為SGRB170817A的事件——表明是“2017年8月17日發生的短伽馬射線暴”。該報告中最具啟發性的部分是“觸發條件”，其中解釋了覆蓋任何先前預定的觀測以將望遠鏡轉向該方向的原因。它寫道：“由aLIGO、VIRGO或兩者都探測到的引力波源。”
其他主要天文設施的公開記錄（包括歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡和世界首屈一指的射電天文臺，位於智利的阿塔卡瑪大型毫米/亞毫米陣列（ALMA））顯示，這些設施也在8月18日和19日觀測了NGC 4993。
我們能從中子星合併中學到什麼？
來自黑洞合併的引力波訊號很短，通常持續一秒或更短時間。但中子星合併可能會產生持續長達一分鐘的訊號，因為中子星的質量比黑洞小，發射的引力波較弱，並且螺旋進入彼此所需的時間更長。較長的事件可以對阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論進行更精確的測試，該理論預測了引力波——或許能為中子星的起源提供更多線索。
據傳被望遠鏡觀測到的短GRB也很重要——尤其重要的是，如果它與引力波有關，它將驗證數十年來關於GRB與中子星碰撞有關的天體物理學理論。美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心的天體物理學家埃萊奧諾拉·特羅亞說：“只有引力波才能給我們提供確鑿的證據。”
儘管如此，即使是單獨來看，短GRB也是一項重要的發現。大多數此類事件都發生在遙遠的宇宙中，距離數十億秒差距。賓夕法尼亞州立大學的天體物理學家德里克·福克斯說，距離4000萬秒差距的NGC 4993很可能是迄今為止觀測到的最接近的短GRB。
碰撞時以及隨後瞬間引力波的細節也可能揭示有關中子星結構的更多資訊，而中子星的結構在很大程度上是未知的——以及它們的合併是再次產生了一顆中子星，還是形成了一個新的黑洞。
我們什麼時候會知道？
8月25日，LIGO和Virgo結束了當前的資料收集工作，但之後研究人員只會釋出“頂級更新”，這意味著一份簡短的說明，表明LIGO是否已經發現了需要進一步分析的潛在“候選事件”，LIGO的發言人，麻省理工學院的物理學家戴維·肖梅克說。
他說：“這將需要時間來充分處理資料，並確保我們釋出的內容具有很高的可信度。”
本文經許可轉載，並於2017年8月24日首次發表。