2016年2月11日，雷射干涉重力波天文臺（Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory，簡稱LIGO）正式宣佈從雙黑洞融合的過程觀測到重力波存在，證實(shí)愛因斯坦百年前的猜測。

在那之后，重力波相關(guān)研究好事連連、不斷有新進(jìn)展：不但陸續(xù)發(fā)現(xiàn)其他黑洞合併產(chǎn)生的重力波，于2017年9月27日宣佈的最近一次（也是人類史上第四次）觀測，不僅LIGO團(tuán)隊，位于義大利比薩附近的處女座干涉儀（Virgo interferometer）亦在升級后首次錄到黑洞合、并產(chǎn)生的重力波訊號──這對科學(xué)家來說是相當(dāng)令人振奮的消息。原本LIGO有兩座干涉儀，加上生力軍Virgo的一座，人類將可比以前更精淮、更快速找出重力波源頭，也能對重力波的特性做更詳細(xì)的檢驗(yàn)。

緊接著，2017年10月3日，諾貝爾物理學(xué)獎頒給了對重力波偵測有卓越貢獻(xiàn)的萊納．魏斯（Rainer Weiss）、基普．索恩（Kip Thorne），和巴瑞．巴利許 （Barry Barish）。諾貝爾馀波仍持續(xù)蕩漾的現(xiàn)在，2017年10月16日，LIGO、Virgo和全球各地的天文臺團(tuán)隊聯(lián)合召開記者會宣布，發(fā)現(xiàn)雙中子星合并產(chǎn)生的重力波及電磁波！

中子星重力波和黑洞重力波的差異

顧名思義，中子星幾乎由中子組成，它可說是除黑洞之外最緻密的天體?；鸩窈写笮〉闹凶有俏镔|(zhì)，即可重達(dá)數(shù)十億公噸！當(dāng)質(zhì)量比太陽大得多的恒星，進(jìn)入恒星演化的最后階段，成為超新星并爆炸后，遺留下來的核心因?yàn)橹亓Χs，成為直徑約十多公里、質(zhì)量卻比太陽還大的中子星。

但是，中子星合并產(chǎn)生的重力波又跟之前黑洞產(chǎn)生的重力波有何不同？

之前觀測到的重力波，起源于黑洞的融合。黑洞，它是黑的！基本上是看不到的！而且黑洞融合的過程不太會釋放電磁波（如果有，恐怕也難以偵測），所以我們僅能憑藉重力波來發(fā)現(xiàn)這類天文事件的存在。

另一方面，中子星的合并可大大不同了。中子星帶有強(qiáng)烈的磁場，早在1960年代，人類即已觀察到中子星產(chǎn)生的電磁波。發(fā)現(xiàn)中子星融合產(chǎn)生的重力波意味著，全球各地的天文臺可同時利用電磁波望遠(yuǎn)鏡實(shí)際觀測這起駭人聽聞難得的天文事件。兩方對照下，將大大增進(jìn)我們對重力波、中子星、和宇宙的理解。

雙中子星合并模擬。磁力線用白色表示。

我們看到了什么？

這起事件，來自于長蛇座（Hydra）的NGC4993星系，距地球一億三千萬光年。中子星合併的重力波訊號，跨越了漫長的距離和時間來到地球，于2017年8月17日被人類觀測到（代號GW170817）；沒多久，全球許多望遠(yuǎn)鏡，包括哈伯太空望遠(yuǎn)鏡，紛紛將鏡頭指向這個區(qū)域，一睹這場一億三千萬年前「正在發(fā)生」的天文奇景：兩個約1.1和1.6個太陽質(zhì)量的中子星互相旋繞、碰撞，最后融合成一個新的星體（尚須持續(xù)觀察以確認(rèn)性質(zhì)）。過程中，也產(chǎn)生了大量的重金屬和貴金屬，如黃金。事實(shí)上，宇宙中的黃金，主要便來自中子星的融合。

中子星質(zhì)量比黑洞要小，重力波的強(qiáng)度較低、訊號持續(xù)比較久，科學(xué)家錄得一分多鐘的重力波訊號；約莫同時，費(fèi)米伽瑪射線太空望遠(yuǎn)鏡亦觀察到持續(xù)約兩秒的短伽瑪射線暴（short Gamma-ray burst），剛好跟理論預(yù)期相符──以往，雖然科學(xué)家猜測中子星融合會產(chǎn)生短伽瑪射線暴，但苦無觀測證據(jù)，這下子終于等到了！不只如此，伽瑪射線之外的其他電磁波段，也能看到相應(yīng)的訊號！

歷史的見證

之前黑洞重力波的發(fā)現(xiàn)，雖然是偉大的成就，但傳統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡卻無用武之地。這次雙中子星的合併，我們不但能在LIGO和Virgo的合作下，很好地定位出地點(diǎn)，還是有史以來第一次，重力波觀測能夠和傳統(tǒng)的（電磁波）望遠(yuǎn)鏡觀測互相對照。

即使后續(xù)還有很多分析和研究工作要做，但此次中子星融合事件，無疑是天文學(xué)的另一個里程碑。隨著時代的進(jìn)步，我們都見證了人類對宇宙探索踏出史無前例的一步！

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