人類首次!中央大學參與偵測到中子星合併產生重力波

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建立時間:2017/10/17 11:25

美國與歐洲科學家昨天宣布證實,人類首度偵測到由2顆中子星劇烈相撞產生的重力波與光,而中央大學天文所研究團隊參與美國加州理工學院主導的跨國「全球瞬變現象偵測網」,對偵測到重力波結果加以確認來源,此發現再度證實愛因斯坦提出《廣義相對論》中,「重力波是以光速傳播」理論,刊登在新一期的國際頂尖期刊《科學》(Science)上,未來也有助於解開宇宙中黃金等重金屬形成之謎。

百年前愛因斯坦的廣義相對論就預測重力波存在,但是偵測極為困難,只有黑洞、中子星等天體合併才發出足夠的訊號,今年諾貝爾物理獎頒發給萊納‧魏斯(Rainer Weiss)、基普‧索恩(Kip Thorn)、巴瑞‧巴利許(Barry Barish)3人,表彰他們設計建造重力波偵測器LIGO以及人類首次偵測到重力波的成就。

科技部指出,LIGO團隊在2015年9月14號首次探測到由兩個黑洞合併所產生的重力波,之後陸續觀測到合計四次因黑洞合併所產生的重力波,驗證了愛因斯坦廣義相對論的預測,但上述重力波事件只有美國LIGO偵測器進行觀測,對於重力波源的定位能力有限,無法得知重力波源自哪一個星系。

中大天文所研究團隊在科技部計畫補助下,參與美國加州理工學院主導的「全球瞬變現象聯測網(GROWTH),而GROWTH由加州理工學院主導,全球共有台美等8國共14個研究所(含18座天文台)組成的團隊,台灣則由中研院院士葉永烜、中大天文所教授饒兆聰、俞伯傑博士及鹿林天文台4所組成團隊,藉由科技部長期補助探高計畫(TANGO)等,投入這次國際天文合作。

中大天文所博士後研究員俞伯傑表示,今年8月17日LIGO首次偵測到由中子星合併所產生的重力波,位於智利天文台進一步發現重力波來源為可能是編號NGC4993星系,於是GROWTH團隊在往後2周利用全球各波段的望遠鏡,包含可見光,紅外,無線電,及X射線波段,對其做後續追蹤觀測,以觀測結果與中子星合併理論模型進行比較後,發現其重力波與LIGO前幾次因黑洞合併造成的重力波事件不同,依此確認這是由兩個中子星碰撞合併所產生的重力波事件。

俞伯傑分析,現今超新星爆炸理論無法解釋宇宙中重金屬的形成,因此包括黃金等重金屬的形成過程還是個謎,而新的理論認為在中子星合併的過程會產生「快中子捕獲過程」,形成比鐵更重的元素,而有助於解釋像黃金這類的重金屬形成,這次偵測到中子星合併所產生的重力波與後續的多波段觀測,將成為重力波天文學的先導,並有助於人類解開宇宙中的重金屬形成的謎題。(許敏溶/台北報導)

俞伯傑說明偵測到中子星合併產生重力波與光的過程。周永受攝

中大鹿林天文台也參與這次偵測到中子星合併產生重力波與光的過程。中大提供


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