科学家们又一次探测到了引力波——在宇宙中运动的物体在时空结构中产生的涟漪。而这一次，天体信号来自一个从未见过的事件：两颗中子星的合并。与以往对引力波的观测不同，这一事件也被常规光望远镜探测到，使科学家对这一宇宙碰撞有了前所未有的了解。

这是因为之前的四次波探测都来自黑洞的合并，而黑洞是不发光的事件。但这些波是由两颗遥远的中子星剧烈碰撞产生的，中子星是恒星坍缩后的超致密残留物。当这两个物体结合在一起时，它们迅速地相互旋转，然后相互撞击，形成了地球上望远镜可以看到的巨大火球。

今年8月，全球三个不同的引力波观测站接收到了这一信号：LIGO在美国运营的两个观测站（去年进行了历史上第一次引力波探测）以及位于意大利的第三个观测站Virgo。多亏了这三个输入，天文学家找到了合并发生的区域，把它缩小到了南部天空中一个非常小的区域。

一旦知道了大致区域，LIGO就动员了天文学界的其他成员。在被探测到的短短几个小时内，数千名天文学家操作着多达70台地基和天基望远镜在天空中搜索——最终发现了合并后的爆炸残留物。在碰撞发生后的几周里，他们继续观察这一事件，进一步了解这一混沌物体是如何随时间演化的。

到目前为止，光是天文学家研究太空物体的唯一工具。科学家可以通过观察不同波长的光，从可见光到我们看不见的光，比如X射线和红外线，来了解更多关于遥远物体的信息。但现在，光波和引力波都可以一起用来研究天体事件，标志着一个被称为“多信使天文学”的新时代的开始

“这是一次天**命，有数千名天文学家在一周内关注一个源头，并在几小时、几小时、几天、几周的时间里展开这一合作。”西北大学天体物理学家Vicky Kalogera和LIGO合作者之一告诉了这一点。对我们来说，这就是圣杯。”

好久不见了

这场天文学革命发生在第一次引力波被发现不到两年之后。自从阿尔伯特·爱因斯坦在广义相对论中首次预言这些涟漪以来，天文学家们就一直在试图找出如何探测这些涟漪。爱因斯坦认为宇宙中的物体实际上扭曲了它们周围的空间和时间。当它们移动时，会在这个时空中产生波浪，有点像一艘船在池塘里留下涟漪。

但是探测这些波是一个非常困难的过程。例如，来自附近行星和恒星的涟漪太小，无法从地球上拾取。这就是为什么科学家们要寻找他们能找到的最大的波——那些来自宇宙中以极快速度运动的最大质量物体的波。黑洞和中子星的合并提供了完美的目标。

当这些超高密度物体结合在一起时，它们实际上会相互缠绕，随着时间的推移越来越紧密。旋转的频率不断增加，直到两个物体以每秒几次的速度相互旋转，然后组合成一个有力的冲击。这种活动产生了巨大的引力波，它们以光速在宇宙中传播。它们在旅途中逐渐消失，但仍然以一种减少的形式到达地球。LIGO和**座天文台必须使用极其灵敏的激光技术来接收这些波的信号(进一步了解这些天文台是如何工作的。）

不过，到目前为止，LIGO所做的四次探测都来自黑洞的合并。这些发现告诉了科学家很多关于我们宇宙中发现的黑洞类型的知识，但它们并没有为后续观测提供太多的机会。黑洞有着难以置信的强大引力，所以任何东西——甚至光——都无法逃脱。即使天文学家能精确地指出黑洞合并的地点，观察光线的望远镜也看不到任何东西。这就是为什么天文学家一直渴望找到合并的中子星。

由于最近**座的加入，科学家们也越来越善于定位这些合并的来源。前三次探测是由LIGO的天文台单独完成的，但第四次信号也是由**座发现的。有三个探测器可以探测到电波，这样就更容易在天空中找到这些信号的来源。通过确定电波到达每个探测器的时间，天文学家可以在太空中对波源的位置进行三角测量，类似于使用三颗GPS卫星精确定位地球上某物的位置。

天文学家只需要一个他们能真正看到的黑洞以外的来源。

找到信号

美国东部时间8月17日上午8点41分，就在LIGO和**座计划在一个月的长跑后停止观测之前，LIGO在华盛顿和路易斯安那的两个天文台都接收到了看起来像是引力波的信号。天文学家立刻怀疑这是两颗中子星相撞造成的，因为这波扰动了LIGO的仪器超过一分半钟（比以前黑洞发出的信号要长得多，后者只持续了几分之一秒）。这是一个迹象，说明合并的物体比黑洞小得多。”“中子星比黑洞小得多，所以它们在合并之前会更紧密地结合在一起，”LIGO的合作者、乔治亚理工学院的物理学教授劳拉·卡多纳蒂告诉《边缘报》所以你可以长时间观察海浪，得到一个很好，很长，很漂亮的信号。”

与此同时，利戈获得信号，美国宇航局费米太空望远镜（绕地球轨道）探测到来自深空的高能光（称为伽马射线爆发）的强烈爆发。天文学家怀疑，中子星碰撞时可能会产生高能辐射，因为爆炸是如此的热和强大。探测到一个爆炸的同时，一个波信号使天文学家确信他们看到两颗中子星合并。

与此同时，天文学家最初认为**座错过了信号，因为它没有显示在天文台的数据。但经过进一步的观察，科学家们意识到**座捡到了它；波浪信号非常微弱。结果发现，合并发生在天空的一部分，这是**座的一个盲点，这是天文台在地球上的位置的副产品“**座在某种程度上错过了它，因为它恰好在天空的一个狭窄的部分，**座不能完全抓住它，”卡罗格拉说。

但事实上，**座错过了它实际上帮助天文学家找出信号来自：科学家知道确切地点在南部天空中，**座看不到。这些知识，加上LIGO的两个天文台的数据，有助于合作精确定位海浪的来源，将信号的来源缩小到只有30平方度的一片天空。这是夜空的一个小样本，有40000平方度。

号召武装

当LIGO小组怀疑他们抓住了新的浪潮时，就向世界各地的天文学家发送了短信警报，告诉他们做好捕猎准备。五个小时后，LIGO和**座共用了一张有大致位置的天空地图。在那之后的七个小时，碰撞的后果已经被确定，引力波的来源也被发现了。

位于智利的地面Swope天文台首先看到了它，在可见光下拍摄图像。然后，地面和太空中的其他望远镜也发现了它，通过电磁光谱测量光。天文学家们收集了尽可能多的有关这一事件的数据，测量了从X射线、紫外线到红外线和无线电波的一切。”“这就是我们都成为科学家的原因，”安迪·豪厄尔（Andy Howell）告诉《边缘报》，他是拉斯坎布雷斯天文台全球望远镜网络（Las Cumbres Observatory Global Telescope Network）的天文学家，该网络是最早发现这一事件的天文台之一没有什么比知道自己是世界上最早看到新现象的人之一的感觉更好的了。”

天文学家还需要一段时间才能破译他们从这些后续观测中看到的一切。但与此同时，科学家们已经开始用他们收集的数据描绘这次碰撞的景象。根据LIGO的测量，这两颗中子星相距1.3亿光年，比发生在地球以外数十亿光年的黑洞合并要近得多。每颗中子星的质量都是太阳的1.1到1.6倍，尽管它们的直径大概只有10英里。

它们产生的撞击被称为千新星，一个令人难以置信的爆炸事件。合并产生了一个巨大的火球，来自这两颗恒星的超致密物质向四面八方向外喷射。来自千新星的初始光测量也显示了该物质的运动速度：据天文学家估计，千新星外层的速度接近光速的三分之一。这些事件也不仅仅是爆炸性的；它们也被认为是生产宇宙中最重元素的工厂。而从千新星发出的光显示了这些元素，如黄金，是如何在合并后产生的。

到目前为止，千新星基本上都是理论上的，这些观测结果证实了天文学家在这样一个事件中所期望看到的许多东西——同时也提出了一些问题。”在过去的十年里，理论家们一直在研究千新星，而现在随着这一个奇异事件的发生，这十年的研究都接近尾声这真是一件大事。”

这只是个开始。LIGO和**座在最近的一次观测中可能看到了更多的中子星信号，而且在未来可能会看到更多的中子星信号。自8月25日以来，这三座天文台一直处于离线状态，但工程师们正在努力使他们的仪器对海浪探测更加敏感。下一次观测将于明年夏天开始，一旦开始，我们可以看到波浪探测的爆炸。目前，天文学家们正沉浸在这一最新发现中——这是他们几十年来一直希望找到的东西。

卡罗格拉说：“（发现中子星）作为建造LIGO的动力非常重要。”现在我们终于发现了他们。这不应影响我们的第一次发现，但找到我们一直期望找到的源头确实让人感觉很好。”