不到半秒後重力波的第一個直接證據2015 年 9 月 14 日,美國太空總署費米望遠鏡從太空同一區域記錄到了一個非常短而微弱的信號。
被稱為伽馬射線的高能量光粒子被捕獲從該地區的合併,這項發現不僅有助於物理學家查明合併的確切來源- 如果得到證實,它將對我們理解支配宇宙的基礎物理學產生巨大影響。
「黑洞合併產生的伽瑪射線將是一個里程碑式的發現,因為預計會‘乾淨地’合併,不會產生任何光,”美國宇航局解釋。
首先,這是我們所知道的。9月14日,華盛頓和路易斯安那州的雷射干涉儀重力波天文台(LIGO)設施首次獲得了愛因斯坦重力波觀測的直接證據。,追溯到兩個黑洞的合併(稱為雙黑洞)大約13億年前。
這項發現之所以意義重大,有兩個原因:正如菲奧娜·麥克唐納今年早些時候為我們報道的那樣:
「這一事件——這本身就是一件大事,因為之前沒有人發現過雙黑洞合併——規模如此之大,以至於它顯著扭曲了時空結構,產生了遍布宇宙的漣漪……最終到達了去年我們。
現在,美國太空總署的研究人員剛剛宣布,他們也在9 月14 日發現了一些奇怪的現象——在重力波發生後不到半秒的同一空間區域,發生了一次非常微弱的伽馬射線爆發。
巧合? 我們現在還不能低估它,但美國宇航局說有一個0.2% 的機會這兩個事件同時在同一地點隨機發生。
至少,美國太空總署費米伽馬射線太空望遠鏡上的伽馬射線暴監測器(GBM)發現的這項發現將有助於科學家們準確地弄清楚13億年前黑洞合併發生的地點。
「目前,重力波觀測站的視野相對模糊。對於9月發生的事件(該日期後被稱為GW150914),LIGO科學家只能將源頭追蹤到橫跨約600平方度面積的弧形天空,與地球上的角面積相當被美國佔領。
假設 GBM 爆發與該事件有關,GBM 定位和費米的地球視圖相結合,會將 LIGO 搜尋區域縮小約三分之二,達到 200 平方度。
9 月 14 日重力波事件的原始來源地圖,現已縮小三分之二。 圖片來源:LIGO/Axel Mellinger
但光似乎是從黑洞合併中發出的事實也可能促使人們重新思考已知宇宙中最猛烈、高能量的事件之一。
為什麼? 嗯,簡單地說,需要氣體來產生光,並且兩個即將合併的黑洞周圍不應該有氣體,因為它應該在兩個黑洞碰撞之前很久就被其中一個吞噬了。
現在有兩種可能性。 首先,伽馬射線爆發確實是個巧合,與 9 月 14 日產生重力波的 GW150914 黑洞合併無關。 第二個是黑洞合併確實可以產生可觀察到的伽馬射線發射,這意味著我們將不得不重新思考控制黑洞可以吞噬什麼以及何時吞噬的定律。
GBM 團隊成員瓦萊麗(Valerie) 表示:「這是一個誘人的發現,誤報的可能性很小,但在我們開始重寫教科書之前,我們需要看到更多與黑洞合併產生的引力波相關的爆發。告訴 Phys.org 的弗朗西斯·雷迪。
我們現在需要更多的數據來找出逃離黑洞引力的氣體粒子? 那真是太棒了。
結果已發表於天體物理學雜誌。