一台全新的望远镜将首次搜寻碰撞的黑洞和中子星,试图找到引力波的来源

引力波是由宇宙中已知的最高能的碰撞
【菜科解读】
一台全新的望远镜将首次搜寻碰撞的黑洞和中子星,试图找到引力波的来源。
引力波是由宇宙中已知的最高能的碰撞引起的时空涟漪,于2015年由激光干涉仪引力波天文台(LIGO)首次探测到。
到目前为止,追踪这些波的来源还很困难。
科学家们将引力波检测比作当卡车经过时感应路面的振动,但不能实际看到卡车。
几乎不可能知道用光学望远镜去哪里寻找浩瀚宇宙中这些振动的来源。
被称为引力波光学瞬态观测器(GOTO)的新望远镜旨在改变这种情况。
“当探测到引力波时,世界各地都有望远镜舰队可以观察天空,以了解更多关于引力波源的信息,”英国华威大学天文系主任丹尼·斯蒂格斯教授和GOTO的首席研究员在一份声明中说。
“但是,由于引力波探测器不能精确定位波纹来自哪里,这些望远镜不知道从哪里看。
”
GOTO与LIGO和欧洲引力波天文台等其他引力波天文台密切合作,每隔几天将从北半球和南半球的位置扫描整个天空。
利用复杂的算法,望远镜的计算机将分析这些图像,以寻找电磁波谱中某些部分突然而强烈的变亮现象。
这种明亮可能是由宇宙中最大质量的物体,菜叶说说,黑洞和中子星的碰撞引发的。
中子星是超新星爆炸的残留物,在超新星爆炸中,巨星死亡。
爆炸留下了极其密集的残留物,可能只有几英里宽,但质量超过整个太阳。
这些宇宙庞然大物碰撞产生的爆炸虽然能量极大,但也极其短暂,这使得引力波探测后的搜索过程极具挑战性。
通过将重力波探测与GOTO迅速处理的图像结合起来,天文学家将知道在哪里指向其他更强大的望远镜,以更详细地研究灾难性事件。
“[GOTO]总是被设想为...至少在两个地点安装宽视场光学望远镜阵列,以便这些望远镜能够定期快速地巡视和搜索光学天空。
“这将允许 GOTO 提供急需的链接,为更大的望远镜提供指向的目标。
”
GOTO是由澳大利亚和英国大学的一组研究人员开发的。
第一个阵列位于北非海岸加那利群岛的拉帕尔马天文台,最近已经过测试。
研究人员在声明中说,机器人天文台由16个独立的16英寸(40厘米)望远镜组成,这些望远镜聚集在两个阵列中,它们共享8亿像素的分辨率。
一个相同的阵列将很快部署在悉尼附近的澳大利亚赛丁泉天文台。
该望远镜将为LIGO的下一次观测做好准备,观测将于明年开始。
自2015年早期探测到引力波以来,LIGO的工程师们提高了仪器的灵敏度,现在有望探测到距离地球5.22亿至6.2亿光年的中子星合并产生的引力波。
更大更剧烈的事件,如黑洞的碰撞和合并,LIGO应该在更远的地方也能看到。
研究人员说,如果天文学家能够定位这些引力波信号的来源,他们就可以描述这些来源的特征,测量它们的距离,并研究它们的演变。
“希望能够快速捕捉到这一事件,然后在它消退时跟踪它,并向其他更大的望远镜发出警报,这样他们就可以收集更多的信息,我们就可以建立这些天文现象的真正详细的图片,”Steeghs说。
“这是一个充满活力和激动人心的时刻。
在天文学中,我们习惯于研究数百万年前的事件,这些事件不会有任何进展——这是一种快节奏、非常不同的工作方式,每一分钟都很重要。
”
正在诞生的太阳
经过几十年的漫长等待,世界终于可以通过韦伯宇宙望远镜看到其窥探到的部分宇宙的高分辨率彩色图像。
这些图像值得等待——它将永远改变我们看待宇宙的方式。
据美国有线电视新闻网CNN报道,韦伯宇宙望远镜穿透宇宙尘埃的能力揭开了星云中曾不为人知的太阳诞生地,这或将为太阳的形成提供新的见解。
首批图像拜登11日便迫不及待发布的韦伯的第一次深空照片——宇宙岛团SMACS 0723。
除此之外,韦伯宇宙望远镜此批拍摄的图像还包括船底座星云、WASP-96b、南环星云和斯蒂芬五重宇宙岛。
宇宙岛团SMACS 0723韦伯宇宙望远镜拍摄的首张全彩色图像 图源:美国宇航局下同SMACS 0723宇宙岛团包含了数千个宇宙岛,距离地球46亿光年。
这张照片是迄今为止最深空、最清晰的遥远宇宙的红外图像。
由12.5个小时以内近红外相机拍摄的不同波长的图像合成,其在红外波长上达到的深度超过了哈勃宇宙望远镜需要花费数周时间才干到达最深处的视野。
船底座星云用韦伯宇宙望远镜观察的宇宙 图源:美国宇航局下同照片上的景观被称为宇宙陡崖,这实际上是船底座星云中一个名为NGC 3324附近年轻的太阳形成区域的边缘,它距离我们约7600光年。
船底座星云,又称NGC 3372,是许多大质量太阳和多变星云的家园。
它是夜空之中最大的弥散星云之一,比著名的猎户座大星云大四倍以上。
此星云内最活跃的太阳海山二,曾是1830年代天空最璀璨的太阳之一,不过此后已大幅度变暗。
除了海山二可能即将发生超新星爆炸之外,X射线波段影像亦显示大部分的船底座星云,都曾经是超新星工厂。
斯蒂芬五重宇宙岛史蒂芬五重宇宙岛位于天马座,是目前最为人熟知的致密四合宇宙岛群,距离地球2.9亿光年。
韦伯空间望远镜提供的图像拥有1.5亿像素并提供了该致密宇宙岛群的丰富详情。
南环星云这是关于太阳演化的照片。
南环状星云NGC3132是位于船帆座的一个行星状星云,由中心的太阳死亡后向外喷发的物质形成,距离我们约2000光年。
WASP-96bWASP-96b是距离地球大约1150光年的一颗气态巨行星,质量大约为木星的一半,公转周期只有3.4天,于2014年被发现。
韦布观察到它的部分分子光谱,有的有散射现象,这意味着可能行星上有霾的现象。
韦伯宇宙望远镜的近红外相机使这些遥远的宇宙岛清晰地聚焦在一起——它们具有以前从未见过的微小而模糊的结构,包括星团和漫射特征。
随着韦伯寻找宇宙中最早的宇宙岛,研究人员很快就会开始更多的了解宇宙岛的质量、年龄、古代和组成成分。
耗资100亿美元的韦伯宇宙望远镜被认为是哈勃宇宙望远镜的继任者,其升空之旅已经被推迟了好几年,甚至被戏称为鸽王。
在经历十四年的不断延迟后,韦伯宇宙望远镜于去年12月发射升空,今年6月正式开始工作。
这次发布的照片只是韦伯宇宙望远镜拍摄的众多照片中的一部分 。
根据美国宇航局副局长帕姆·梅尔罗伊的说法,其科学任务预计将持续10年,但韦伯有足够的燃料能够运行20年。
斯皮策宇宙望远镜发现新生太阳以惊人速度进食?并通过频繁进食成长
最近的一项研究依靠红外线数据追踪了小太阳的频繁爆发,因为它们从周围的气体和尘埃盘中收集质量。
资料来源:ESA/美国宇航局/JPL-Caltech(神奇的地球uux.cn)据cnBeta:最年轻的太阳在消耗周围星盘的物质时,经常会发出璀璨的闪光。
最近对NASA退役的斯皮策宇宙望远镜的数据分析显示,新生的太阳以惊人的速度"进食",并通过令人惊讶的频繁进食狂潮而成长。
分析发现,处于最早发育阶段的太阳婴儿的爆发--当它们大约有10万年古代,或者相当于一个7小时大的婴儿--大约每400年发生一次。
这些亮度的爆发是进食的迹象,因为年轻的、成长中的太阳从它们周围的气体和灰尘盘中吞噬物质。
托莱多大学的天文学家Tom Megeath说:"当你在观察太阳的形成时,气体云会坍塌以形成一颗太阳。
这简直就是实时的太阳制造过程"。
Megeath是这项研究的共同作者,这项研究今年早些时候发表在《天体物理学杂志》上,由沙特阿拉伯贾赞大学的教授Wafa Zakri领导。
这代表着在了解太阳的形成期方面向前迈出了一大步。
到目前为止,最年轻的太阳的形成和早期进展一直是研究的难点,因为它们大多被隐藏在形成它们的云层中,无法看到。
这些年轻的太阳年龄不到10万年,被称为"0级原星"--被包裹在厚厚的气体包裹中,它们的爆发尤其难以用地面望远镜观察到。
首次这样的爆发是在近一个世纪前发现的,此后它们就很少被看到了。
但是,斯皮策在2020年结束了它在轨道上16年的观测,在红外线中观察宇宙,超出了人类眼睛所能看到的范围。
这一点,以及它长时间的凝视,使斯皮策能够看穿气体和尘埃云,并从依偎在里面的太阳那里捕捉到这种亮斑。
研究小组搜索了2004年至2017年期间猎户座太阳形成云层中的斯皮策数据,这是一次足够长的"凝视",以捕捉正在爆发的小太阳。
在92颗已知的0级原星中,他们发现了三颗--其中两颗的爆发是以前未知的。
数据显示,最年轻的婴儿星的爆发率大约为每400年一次,比从猎户座的227颗较老的原生星测得的爆发率要频繁得多。
他们还将斯皮策的数据与其他望远镜的数据进行了比较,包括天基广域红外巡天探测器(WISE)、现已退役的欧空局(European Space Agency)赫歇尔宇宙望远镜,以及现已退役的空中平流层红外天文台(SOFIA)。
这使他们能够估计出这种爆发通常持续15年左右。
一颗婴儿太阳的一半或更多的体积是在早期的0级时期增加的。
Megeath说:"按照宇宙的标准,太阳在非常年轻的时候生长迅速。
这些年轻的太阳拥有最频繁的爆发是说得通的"。
新的发现将帮助天文学家更好地了解太阳是怎么形成和积累质量的,以及这些早期的质量消耗可能会影响后来的行星形成。
他说:"它们周围的盘子都是行星形成的原材料,爆发实际上可以影响这些材料,也许会引发分子、颗粒和晶体的出现,它们可以粘在一起,形成更大的结构。
甚至有可能,我们自己的太阳曾经是这些打嗝的婴儿之一。
"太阳比大多数太阳要大一些,但是没有理由认为它没有经历过这种爆发式成长的过程。
它可能做到了。
当我们见证了太阳的形成过程,它是了解我们自己的太阳系在46亿年前的一个窗口。
"