雙中子星合併 天文界首度測得重力波的「光」

人類首度觀測到重力波帶來的「光」,中央大學的團隊也參與其中。(圖由中央大學提供)
〔記者吳柏緯/台北報導〕天文物理學大突破,人類首度「看到」重力波產生的光。美國的雷射干涉重力波天文台(LIGO)、義大利的處女座干涉儀(Virgo)和全球各地約70個簽屬備忘錄的天文台團隊接力舉行記者會宣布,於今年8月偵測到的第5次重力波,不但是由雙中子星合併所產生,而且更是首度偵測到伴隨重力波產生的光。相關論文已發表在《科學》、《自然》等學術期刊上。
自2015年首度觀察到重力波以來,人類已經陸續觀測到5次重力波,其中前4次是由黑洞合併所造成,而今年8月的觀測結果,則是首度發現由雙中子星合併的重力波事件。
這次的發現是由全球約70個不同的天文研究機構協力完成。參與研究的中央大學博士後研究員俞伯傑說,當LIGO偵測到重力波後,就把這項訊息告知世界各地簽有備忘錄的研究單位共同觀測,而在今年8月17日,智利的天文台利用一米望遠鏡偵測到重力波的光學對應體,確認該重力波來自距地球約1.3億光年的長蛇座NGC4993星系。
俞伯傑說明,由於黑洞會吸收一切事物,因此過去由黑洞合併引發的重力波並未觀測到光,這次由雙中子星合併引發的重力波事件,最大的差異在發項光學對應體。由於偵測到光,因此當時推斷造成重力波的原因與過去4次不同。
談到台灣團隊的貢獻,俞伯傑表示當時透過資料分析NGC4993星系歷史,發現其年代久遠、質量較大等,如果未來仍有中子星合併可能就是由此類型的星系發生。此外,兩顆中子星可能花了數億年到數十億年的時間互繞合併,與現行的理論預測大不相同。為未來相關的研究提供了新的材料。
根據LIGO的資料顯示,兩個合併的中子星質量大約為1.1和1.6個太陽質量(一個太陽質量約為2乘10的30次方公斤),兩個中子星經過數十億年互相旋轉,最後融合成一個被稱為KILONOVA的星體,且過程中產生了大量的重金屬和貴金屬。

這次觀測到的雙中子星重力波被命名GW170817。(圖由央大學提供)