GW十七孵空八百一十七

GW 十七孵空八百一十七是雷射干涉重力波天文台（LIGO）和處女座干涉儀（VIRGO）佇兩千十一七年八月十七觀測著的重力波事件，其實攏差不多兩个中子星敆做伙。佇遮進前觀測著的幾擺重力波事件攏是出自兩个烏空併合。學者認為，袂觀測著關於烏空併合的任何相關的電磁波信號。這改中子星併合事件的後續電磁現象嘛被真濟種無仝波段的召鏡觀測著，這標誌著偌批使天文學的新紀元已經來臨。

所以對這改的併合事件，至少有三種無仝款的觀測方法分別見證著無仝款的現象：

• 重力波信號繼續有長到一百秒，顯示出兩个中子星併合所展現出的強度佮頻率。通過三角測量佮數據分析，對重力波到位 LIGO 漢福德、LIGO 利文斯頓佮 VIRGO 這三个探測器位置佇時間方面的延遲，會當準確地予出波源的大概角度方向。
• 費米伽瑪射線空間望遠鏡（Fermi）佮國際伽瑪射線天體物理實驗室（INTEGRAL）嘛偵測著短暫的伽瑪射線暴「GRB \ _ 十七孵空八百一十七 A」，其發生佇併合事件了後的一鋪七秒時刻。遮的探測器對定位的靈敏度誠有限，毋過，𪜶予出的空間方向的範圍佮重力波探測器予出的方向範圍相重疊，兩个事件相隔短暫的一鋪七秒，因此學者估計，這兩个事件 GW 十七孵空八百一十七佮 GW 十七孵空八百一十七 R，差不多仝時間佮同位被觀測著的機率是五孵零 × 十曉八。
• 差不多十一點鐘了後，佇咧智利拉斯坎帕納斯天文台的斯伍普召鏡，佇咧早前 LIGO 和 VIRGO 予出的重力波源的區域，發現光學嘛一時仔變天文事件「AT 二千空一十七 gfo」，其實佇咧長蛇座的星系 NGC 四千九百九十三。在後來的幾工佮幾工，閣有幾若个召鏡分別利用射線、紅外線、光學、X 射線波段追蹤這併合事件的餘輝，並且顯示出中子星併合的拋射物質所應具有的特性。

宣告

這款事件佇二空一七年十月十六是正式佇美國的華盛頓特區佮德國的加興宣佈。

這份訊息上早是由著德州大學奧斯丁分校的天文學家克雷格 ・ 惠勒（J . Craig Wheeler）佇八月十八佇推特發佈：「 LIGO 驚人新發現，重力波源伴有光學對應體。超過想像！」伊閣尾仔閣共刪除了這份訊息，而且對無正式的途徑公布資訊的行為表示會失禮。後來，有的人追查這傳言，𪜶報告，佇咧幾个主要望遠鏡的公開紀錄內底，各觀測項目的先後順序捌予暫停執行，通好排時段優先觀測雞卵行圓星系 NGC 四千九百九十三，其實佇咧長蛇座，離地球約四十  Mpc（一百三十  Mly）， 是到今為止（二空一八年）， 離地球上近的一改重力的偵測事件。參與的幾个機構早前拒絕對此傳言做說明，只公告聲明有幾个探測器發現異常的現象需要分析，一直到二空一七年的十月十六才發表矣官方聲明。

偵獲重力波

這改重力波信號繼續差不多一百秒，頻率對二十四赫茲開始，增加至幾百赫茲，呈通常的旋近抹啾模式，終以相碰並且敆做伙來結束旋近的過程，併合的時刻為十二 : 四十一 : 四四 UTC。這个信號起先到位佇義大利的 VIRGO 探測器，過二十二毫秒了後到位佇美國路易斯安彼州利文斯頓的 LIGO 探測器，閣過三毫秒了後到位佇美國華盛頓州漢福德的 LIGO 探測器。用來配對重力波信號的波型模板是按照廣義相對論的後牛頓近來理論製作。

佇咧併合事件發生的六分鐘了後，對於 LIGO 漢福德的數據進行的電腦探索分析引發「觸發」機制，LIGO 隨將這單探測器重力波觸發事件的資訊，通過 GCN 通知（GCN notice）， 佇咧十三 : 八 : 十六 UTC 發送警報予其他的天文學研究團隊。因為佇併合事件差不多十六秒了後，佇咧十二 : 四十一 : 二十 UTC，Fermi 的伽瑪射線暴監視系統（Gamma-ray Burst Monitor，Fermi-GBM）就已經探測著伽瑪射線暴，並且 Fermi 彼已經發布矣 GCN 通知，宣布探測著伽瑪射線暴，所以「差不多同時警旗」已經舉起來矣。約佇咧併合事件的四十分鐘了後，佇咧十三 : 二十一 : 四十二 UTC，LIGO / Virgo 團隊閣發布矣 GCN 報告（GCN circular）， 宣佈非常可能發現了伴隨著伽瑪射線暴的中子星併合事件，閣再出大致的重力波源位置。

對併合事件的天空定位，需要分析對三个干涉儀得著的數據。但是佇分析的過程當中，因為發生兩个問題，因此延續差不多四消五點鐘才得著天頂定位。第一个問題是，佇併合前幾秒，LIGO 利文斯頓的數據出現了短暫噪聲干擾，這是因為儀器噪音產生的問題，所以實時陣分析軟體雄雄信號，著愛用手工的分析數據，進行「削減措施」，佇咧無影響信號的前提落去除去燥聲。第二个問題是，因為技術故障造成 VIRGO 連紲流送數據的中斷，就按呢延遲四十分鐘，研究員才發現偵測著重力波信號，因為重力波拄好傳播到位 VIRGO 探測器的盲角附近，所以信號足微弱的，足僫去予人偵測著的。佇十七 : 五十四 : 五十一 UTC，這三个探測器將信號源定位佇南天的一个三十一平方度的百分之九十會當靠區域內底。後來，較工夫的地計算，將信號源定位佇二十八平方度的百分之九十會當靠區域內底。

偵獲伽瑪射線

費米伽瑪射線空間望遠鏡（Fermi）上代先偵測著伽瑪射線暴「GRB 十七孵空八百一十七 A」，其發生佇併合事件了後的一鋪七秒時刻，佇咧十二 : 四十一 : 六 UTC，並且閣繼續兩秒。GRB 十七孵空八百一十七 A 被分類做短暫伽瑪射線暴。佇伽瑪射線暴被偵測著的十四秒了後，佇咧十二 : 四十一 : 二十 UTC，Fermi 的觸發系統自動發布矣 GCN 通知，宣布探測著伽瑪射線暴，提醒其他研究團隊愛注意。佇咧十三 : 五十七 : 四十七 UTC，國際伽瑪射線天體物理實驗室（INTEGRAL）嘛偵測著這伽瑪射線暴。對伽瑪射線暴到位兩个探測器的時間差，天文學者估算出伽瑪射線暴的大致天空定位，這動作促使對伽瑪射線暴的準確天空定位得著改善。

雖然伽瑪射線源 NGC 四千九百九十三離地球無偌遠，偵測著的信號相當微弱，這可能是因為併合過程所生成的物質噴流毋是直接噴向地球，是佮地球視線呈三十 ﾟ 角度。斟酌分析 Fermi 數據會當公示，GRB 十七孵空八百一十七 A 分兩个組分。頭一个組份是主脈波，其時期是對併合事件的空吱三二空秒進前到空七二五六秒了後，伊的最佳擬合是康普頓化函數，即予人指數截止的冪定律。第二个組份是弱尾，其實猶閣綴佇咧主脈波了後，累積通量為主脈波的百分之三十四，頻譜類似軟烏體頻譜，溫度差不多一百空八 K。

偵獲電磁波

去予人發布予其他研究團隊的系列通知佮報告，包括著十三 : 二十一 UTC 發布的伽瑪射線暴佮重力波觸發的 GCN 報告，佮十七 : 五十四 UTC 發布的三台 LIGO 重力波探測器所予出的天空定位 GCN 報告，促使了真濟巡天調查佮程控望遠鏡隨進行大規模的探索。因為探索的區域足廣的啦，大約是月球崁天頂空區域的一百五十倍，而且佇彼个時陣，探索區域離日頭的角離足近的，所以只賰佇黃昏了後的幾點鐘內會當提來做觀測，因為探索區域會真緊降到地平線以下。

上代先偵測著併合事件所致隨的可見光的團隊是斯沃普超新星巡天（Swope Supernova Survey，SSS）。 佇併合事件的十配八七點鐘了後，斯沃普超新星巡天利用位佇拉斯坎帕納斯天文台，運作波段為近紅外線的一米直徑斯沃普望遠鏡，佇咧 NGC 四千九百九十三影像內底揣著了光學暫時現源的影跡。佇這个時刻的一點鐘內，並且佇咧 SSS 團隊發佈訊息進前，另外閣有五个團隊嘛翕著暫現源的影跡。𪜶分別是小於四十百萬秒差距巡天、可見光佮紅外巡天望遠鏡、暗能量 kha-mé-lah、拉斯康柏瑞斯天文台、大師全球程控網。斯沃普超新星巡天團隊將這光學暫現源號名做「SSS 十七 a」，尾仔去予國際天文學聯合會（IAU）正式號名做「AT 二千空一十七 gfo」。 : 五鋪六

SSS 團隊對 LIGO 予出的天空區域進行巡天，揣著一个新的暫現源佮其他所蹛的宿主星系，而且伊予出的離地球距離佮單獨使用重力波所估算出的距離無符合。因為已經偵測著光學源，所致定位的準確性得著大量改善，無確定性對幾若十角度減低到零零零一角度，所以真濟大型地基望召鏡佮空間召鏡會當當遠鏡後的幾禮拜繼續咧觀測光學源。佇併合事件的十五孵三細漢的時陣，雨燕衛星開始偵測著明亮的紫外線。

但是後兩工內底，隨著光學源的擴張佮降溫，光學源所發射出紫外線佮藍色的光變甲黯淡，近紅外線變甲閣較光。約一禮拜後，紅色的光佮近紅外線嘛開始變甲黯淡。佇咧併合事件的九工後，錢德搝 X 射線天文台開始偵測著 X 射線；十六工後，美國紐墨西哥州的甚至大天線陣開始偵測著無線電波。加過七十个電磁波天文台觀測著併合事件。

佇首先偵測著光學源的三十分鐘了後，SSS 團隊又閣先得著光學源的頻譜，其實四千佮一爿 Å（四仔一千捅 nm）之間顯示出藍色佮無特徵的連續性波段，符合烏體模型的冪定律。藍色佮無特徵的連紲性波段定定看著激變化星佮初期的核心去縮超新星，因此雖然無蓋揣常，但嘛毋是史無前例的行為。佇咧併合事件的一孵四六工了後，才出現明顯的特徵。對頻譜做烏體模型分析，會用得著以下結果：佇咧併合事件的十一孵七五點鐘了後的一點鐘期間，光球半徑約是對三鋪三 × 一千空一十二 m 增加到四配一 × 一千空一十二 m，溫度欲對一丈一千 K 降低至九千三百 K，光球速度為光速的百分之三十； AT 二千空一十七 gfo 確實著 GW 十七孵空八百一十七的後果，這會當由幾个強而有力的證據來證實：

一 . 光學源的色水演化佮頻譜無仝其他的任何已經知超新星。 二 . 宿主星系的距離佮重力波探測器的獨立估算符合。 三 . 佇咧重力波探測器的天空定位區域無發現任何其他光學源。 四 . 佇併合事件在生進前的各種影像存檔內底，佇咧 AT 二千空一十七 gfo 的位並無揣著任何星體，所以排除這个星體是佇河溪系內底的前景變星的可能。

偵測微中子

就觀測著 GW 十七堵空八百一十七的消息被發佈了後，IceCube 微中子觀測站、心宿二微中子觀測站佮皮埃爾 ・ 奧杰觀測站攏試探測伴隨的高能量微中子，毋過佇咧併合事件發生的五百秒前後期間佮十四工的期間，𪜶攏無觀測著明顯的來自 GW 十七堵空八百一十七微中子。學者認為，這是因為微中子噴流的噴射方向並毋是指向地球，是佮波源地球軸線呈大角度的差角。假若會當探測著微中子，是會當知影講閣較濟有合併事件的資訊，比如講，併合事件所牽涉著的強子的能量佮密度、能量磨散機制。

併合細節

這改事件的重力波閣會當響亮，是到今為止（二空一八年）上響亮的一改，總信噪比為三十二孵四。虛警率是每八堵零 × 一零四年一改。對分析觀測著的重力波數據，會當推論講，這併合事件是因為兩中子星對挵來的，著挵速度約是光速的三分之一。假使自轉誠緊，佇咧百分之九十會當靠區域之內，總質量是二交八二 + 空九四七 − 空九空九   _ M _ ☉，兩粒中子星的質量分別為一孵三六到二四   _ M _ ☉ 之間、空空八六到一丈三六   _ M _ ☉ 之間。根據進前觀察著的中子雙星數據，假使自轉誠慢，佇咧百分之九十會當靠區域之內，總質量是二交七四 + 空九空四 − 空九九空一   _ M _ ☉，兩粒中子星的質量分別為一孵三六到一孵六空   _ M _ ☉ 之間、一孵一七到一孵三六   _ M _ ☉ 之間。搐搐的質量是對重力波信號做分析會當得著的關於量度質量的最佳變量。GW 十七占空八百一十七的交含啦質量是一鋪一八八 + 空九空空四 − 空九空空二   _ M _ ☉。: 二 , 五

科學重要性

佇天文學內底，GW 十七堵空八百一十七是劃時代的路站碑事件。佇正式宣佈合併事件的彼一工，嘛發佈了真濟相關的初步研究論文，這包括佇咧《科學》內底的八篇論文，佇咧《自然》內底的六篇論文，佇咧《天文物理期刊通訊》的一集特刊內面的三十二篇論文。這改併合事件是舉世注目的科學大事，吸引著全世界做伙鬥鬧熱。佇咧描述關於這个併合事件濟信使觀測的一篇論文《對中子雙星併合的多信使觀測》內底，攏總有來自超過九百所研究機構的接近四千名天文學者參與共同執筆，大約是天文學社群成員的三分之一。超過七十台陸基抑是空基天文台的召鏡對這改的事件進行觀測。

GW 十七刣空八百十七是頭一擺被偵測著發射重力波的中子星併合事件， 伊公示中子星併合確實會發生，而且證實了中子星併合致使短暫伽瑪射線暴佮千新星。GW 十七石零八百十七嘛是頭一擺被偵測著兼發射重力波佮電磁輻射的天文事件，所以會重力波的觀測佮天文學其他的領域牽連做伙。這關鍵的連結會當用來予出另外一種的量度宇宙膨脹速率的方法，確定或者是學校當咧用的方法接著的結果。GW 十七分零八百十七閣會當排除某一寡廣義相對論的替代理論。長久以來，學者就猜想講，假使參與併合的兩个幼路密星體內底，上無有一个是中子星，伊可能是這併合事件會產生一大𥴊仔的電磁現象。現此時，GW 十七撨空八百一十七已被偵測著發射無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X 射線、伽瑪射線，因此證實了學者的猜想無錯。毋但按呢喔，GW 十七分零八百一十七會當對併合事件予出閣較詳細的描述：對觀測得著的電磁現象數據，學者會當對併合事件予準確定位，而且辨認伊的寄主星系，猶閣會當研究併合事件所排放出物質的物理行為，比如講，相對論性噴流佮非相對論性噴出物的來良去脈。

這改併合事件對短暫伽瑪射線暴予出解說。自從一九九空年代以來，學者就已經認為，短暫伽瑪射線暴是來自中子星併合，毋過苦無實踐。這馬乎，經過這改併合事件，學者總算會當斷言，任何伴綴重力波事件的伽瑪射線暴應是對中子星併合。因為這改短暫伽瑪射線暴事件發生的位置比早前任何類似的事件欲十倍，所以學者會當閣較容易研究其物理行為。毋過，偵測著的信號相當微弱，這可能是因為併合過程所生成的物質噴流毋是直接噴向地球，因此學者表示，真濟伽瑪射線暴的信號顯得真微弱的原因，毋是因為𪜶離地球足遠的，是因為𪜶的噴流方向毋是直接向去地球。

這改併合事件證實矣千新星存在，閣較詳細講，千新星是因為中子星併合來產生的天文現象。中子雙星的旋近佮併合會排放出真濟豐中子的原子核，其實會通過一系列掠著中子而快速增長，然後閣通過放射性衰變快速變做另外一種化學的元素，這个過程叫做 R 過程。千新星的驅動依賴的就是 R 過程的放射性衰變。進前於二空一三年六月，學者捌觀察著一改千新星，毋過因為發生位置離地球蓋遠，所以信號足微弱的。這改的千新星的信號真強烈，非常明顯的展示中子雙星併合了後的 R 過程。另外咧，佇中子雙星四邊的排放物質因 R 過程發射出的大量光波，會因為重元素吸收伊的藍波段變甲那來那紅。予人驚疑的是，這擺千新星所展示出的行為佮理論預測其中一致。

比鐵元素較重的元素，比如講金元素、銀元素佮白金元素等等，到底是欲按怎處唅，是超新星抑是千新星？這是一个久長困惑學者的謎猜。這改併合事件徹底的解答著這个謎猜，即真有可能所有的重元素攏是對千新星的 R 過程。學者估算，這遍事件做的重元素約是六   % _ M _ ☉，其中，金元素約佔兩百   _ M _ 🜨、白金元素大約佔五百   _ M _ 🜨。對中子星合併會當製成所有的宇宙的金元素、白金元素的理論，猶閣有中子星合併會當製成約一半數量所有比鐵元素較重的元素的理論，這擺事件的實驗數據提供了強力支持。

對電磁波和重力波之間的波速差，GW 十七孵空八百一十七予出上限。假定第一粒光子的發射時間是佇重力波發射峰值時間了後的一秒至十秒之間，重力波和電磁波之間的波速差 vGW − vEM 去予人限制佇光速乘 − 三 × 十 − 十五佮 + 七 × 十 − 十六之間，比早前的上限改善十四个數量級。GW 十七刣空八百十七會當用來檢試等效原理（通過引力時間延遲效應測量）佮勞侖茲協變性。這改併合事件的觀測，促使勞侖茲協變性破壞的某寡極限大約降低了十个數量級。

廣義相對論無法度對宇宙加速膨脹予出解說，所以，真濟種替代理論試圖以暗能量的概念來解說宇宙加速膨脹。GW 十七孵空八百一十七排除了某一寡替代理論。比如講，嚴格約束純量-張量理論和郝拉法引力、對雙度規理論設定引力子質量上限、駁倒轉去暗物質仿真理論。GW 十七孵空八百一十七閣證實，傳播佇時空的重力波，嘛會親像電磁波一般，予暗物質轉彎的時空的效應所影響。總括來講，因為 GW 十七分空八百十七對重力波和電磁波的波速差所給出的嚴格限制，任何新式的替代理論，著愛假設重力波佮電磁波的傳播速度相等。

像 GW 十七刣空八百十七這一類的重力波信號會當被用做標準警笛，其實會當予出另外一種量度哈伯常數的方法。使用這方法，初步估計哈伯常數為七十鋪零 + 十二孵空 − 八○零 km / s，大致佮做今最佳估算相符合。

外部連結

• Detections–LIGO