全球70多個天文臺先后觀測到了一對中子星的碰撞與合并事件，一年時間之后，全球科學家還在回味當時的驚奇和欣喜，多信使天文學和天體物理學的到來，他們暢想了未來的科學圖景。2017年8月17日的清晨，伽瑪射線望遠鏡的研究人員被伽瑪射線暴監(jiān)視器的警報聲“吵醒”，非常強的檢測信號顯示，在外太空發(fā)生了一起伽瑪射線暴的天文事件，僅過了2秒鐘，美國和歐洲的三個激光干涉儀引力波觀測臺就接受了引力波信號，全球70多個天文觀測臺被信息分享系統(tǒng)“喚醒”，先后投入到對中子星碰撞事件的觀測。

研究人員測定了事件的發(fā)生方位和距離，電磁波和引力波的雙波源位于星系NGC4993。死亡恒星經(jīng)過引力坍縮作用形成了中子星，兩顆中子星的碰撞事件驗證了現(xiàn)有的理論模型，標志了一個嶄新的天文學和天體物理學時代的到來，傳統(tǒng)的天文學借助了光學觀測手段，引力波天文學則打開了另一扇天文觀測的窗口，引力波的觀測手段好似“如虎添翼”，科研人員在“伽利略的望遠鏡”基礎上有了更大的飛躍，引力波天文學有助于人們理解宇宙學的基本問題。

雙中子星在碰撞過程中發(fā)出了電磁輻射信號和引力波信號，經(jīng)過了大約一周時間，引力波觀測臺停止運行，進行計劃內(nèi)的維護和升級，以更好地投入運行?！?·17引力波”事件對應了射電波和X—射線信號，一年之后，這些信號的強度進入了消退期的最后階段。天文學家將引力波形象地比喻為時空海洋的漣漪，當任何有質量的物體發(fā)生運動速度的變化時都會產(chǎn)生引力波，一個受到引力拖動的物體在時空周圍激發(fā)了引力波。兩個巨大質量的中子星經(jīng)過了碰撞與合并，從中產(chǎn)生了劇烈的速度變化，從中釋放了強烈的引力波。

“8·17引力波”事件的波源與地球的距離為1.3億光年，引力強度足以讓引力波穿越多重星際物質，到達了地面引力波觀測臺。國際標準時間2017年8月17日12時41分，位于華盛頓州漢福德和路易斯安那州利文斯頓的兩個激光干涉引力波觀測臺記錄了之前從未發(fā)現(xiàn)的引力波信號，之前記錄了幾次引力波信號，持續(xù)了幾秒時間，這次記錄的引力波信號持續(xù)了100多秒，LIGO引力波觀測臺和位于意大利比薩的Virgo引力波探測器同時記錄了引力波信號，從三個方向傳入的引力波幫助科研人員對引力波信號的來源進行了鎖定。

利用伽瑪射線望遠鏡和光學望遠鏡對“8·17引力波”進行了觀測，天文學家之后使用了射電望遠鏡和X—射線望遠鏡，對雙中子星事件進行了后續(xù)觀測，其中包括了新墨西哥州的非常大型射電陣列、錢德拉X—射線太空望遠鏡。在事件出現(xiàn)之后的200多天，射電和X—射線的信號強度增加得十分顯著，然后開始消弱。兩顆中子星的合并過程存在復雜性，天文學家爭取把多信使天文信號拼成整個的“事件圖譜”，從而達到對中子星合并事件的精確認識，目前收集和分析的數(shù)據(jù)驗證了“巨超新星”的理論模型。

2010年，哥倫比亞大學的天文學教授布萊恩·梅茨格引入了天文術語：巨超新星或超巨新星（Kilonova），作為天文詞語的“千超新星”是特別明亮的一種超新星，亮度相當于超新星的一千倍，在千超新星或巨超新星的核心區(qū)發(fā)生了核合成反應，產(chǎn)生了被天體物理學家稱之為的快速中子捕獲過程或r過程，宇宙的有些重元素，諸如：金、白金、銀產(chǎn)生于此，它們在宇宙的分布不算稀有，它們在地球的稀有性引起了人們“穿金戴銀”的奢侈需求。中子星在碰撞與合并過程中或者變?yōu)橐粋€質量更大的中子星，或者共同塌縮成“宇宙怪物”的黑洞。

除了在中子星碰撞事件的觀測中檢驗理論模型的有效性，天體物理學家還利用觀測數(shù)據(jù)對宇宙膨脹最重要的衡量指標——哈勃參數(shù)或哈勃常數(shù)進行計算?？蒲腥藛T以“8·17引力波”事件為背景發(fā)表了800多篇論文，他們或是贏得了一系列的科學大獎，或是得到了研究經(jīng)費的支持，2017年的物理諾獎授予了對引力波發(fā)現(xiàn)有重要貢獻的三位物理學家。引力波的發(fā)現(xiàn)帶來了直接的結果，天文學和天體物理學出現(xiàn)了新的出發(fā)點。

幾個世紀以來，科學家只以電磁波手段接收天空的信息，他們現(xiàn)在有了一種觀測和認識宇宙的新方式，以引力波信號描繪全新的宇宙圖像。在2019年的早期，LIGO和Virgo的兩支引力波探測團隊啟動了新一輪的探測計劃，預計每年發(fā)現(xiàn)大約10個中子星的碰撞事件，在以前的觀測條件下，科學家做不到這點。在接下來處理“數(shù)據(jù)潮”的過程中，他們重新設置了自動化的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，廣泛開展了國際交流與合作，數(shù)千位全球科學家共同探測引力波，好似共赴一場科學的盛宴。

在今后的引力波探測中，天文學家滿懷希望，不僅要發(fā)現(xiàn)典型的中子星相互碰撞事件，而且要發(fā)現(xiàn)中子星和黑洞的碰撞，他們對一個問題感到了特別的興趣，當中子星和黑洞發(fā)生“遭遇戰(zhàn)”時，究竟是中子星跌入黑洞，還是中子星消失于“粉身碎骨”？好似有很多網(wǎng)友擔心的問題：當某人掉進黑洞時，究竟是身體跌入黑洞，被引力潮汐撕成粉碎，還是某人在黑洞中心“暢游”？在研究黑洞視界——中子星和人的身體進入黑洞區(qū)域的“不可折返點”時，對中子星和黑洞碰撞事件的觀測給出了新的方法。通過中子星的碰撞事件，天文學家觀測了其中的噴流現(xiàn)象，能量的釋放產(chǎn)生了強大的束流，當遙遠的強烈噴流指向了我們的地球時，天文學家有機會捕獲束流的信號。

在“8·17引力波”的情形中，中子星在相互碰撞中產(chǎn)生了噴流，但噴流與地球構成了夾角，當夾角為零時，噴流垂直指向了地球，噴流會顯現(xiàn)得更加明亮。天文學家將在今后的數(shù)月、數(shù)年時間持續(xù)觀測束流強度的變化。中子星和黑洞的碰撞可能產(chǎn)生噴流現(xiàn)象，科研人員計劃發(fā)射靈敏度更高的X—射線和伽瑪射線太空探測器。政府為科研人員的空間探索計劃“買單”，不只是滿足了科學家的好奇心，在探索的過程中衍生了很多人們未知的技術。新的探索領域和探測手段激發(fā)了青年人和青年科學家的熱情，他們的努力影響了人類理解宇宙奧秘的未來。

（編譯：2018-8-25）