科學家們又一次探測到了引力波——在宇宙中運動的物體在時空結構中產生的漣漪。而這一次，天體訊號來自一個從未見過的事件：兩顆中子星的合併。與以往對引力波的觀測不同，這一事件也被常規光望遠鏡探測到，使科學家對這一宇宙碰撞有了前所未有的瞭解。

這是因為之前的四次波探測都來自黑洞的合併，而黑洞是不發光的事件。但這些波是由兩顆遙遠的中子星劇烈碰撞產生的，中子星是恆星坍縮後的超緻密殘留物。當這兩個物體結合在一起時，它們迅速地相互旋轉，然後相互撞擊，形成了地球上望遠鏡可以看到的巨大火球。

今年8月，全球三個不同的引力波觀測站接收到了這一訊號：LIGO在美國運營的兩個觀測站（去年進行了歷史上第一次引力波探測）以及位於義大利的第三個觀測站Virgo。多虧了這三個輸入，天文學家找到了合併發生的區域，把它縮小到了南部天空中一個非常小的區域。

一旦知道了大致區域，LIGO就動員了天文學界的其他成員。在被探測到的短短幾個小時內，數千名天文學家操作著多達70臺地基和天基望遠鏡在天空中搜索——最終發現了合併後的爆炸殘留物。在碰撞發生後的幾周裡，他們繼續觀察這一事件，進一步瞭解這一混沌物體是如何隨時間演化的。

到目前為止，光是天文學家研究太空物體的唯一工具。科學家可以透過觀察不同波長的光，從可見光到我們看不見的光，比如X射線和紅外線，來瞭解更多關於遙遠物體的資訊。但現在，光波和引力波都可以一起用來研究天體事件，標志著一個被稱為“多信使天文學”的新時代的開始

“這是一次天**命，有數千名天文學家在一週內關註一個源頭，併在幾小時、幾小時、幾天、幾周的時間裡展開這一合作。”西北大學天體物理學家Vicky Kalogera和LIGO合作者之一告訴了這一點。對我們來說，這就是聖杯。”

好久不見了

這場天文學革命發生在第一次引力波被髮現不到兩年之後。自從阿爾伯特·愛因斯坦在廣義相對論中首次預言這些漣漪以來，天文學家們就一直在試圖找出如何探測這些漣漪。愛因斯坦認為宇宙中的物體實際上扭曲了它們周圍的空間和時間。當它們移動時，會在這個時空中產生波浪，有點像一艘船在池塘裡留下漣漪。

但是探測這些波是一個非常困難的過程。例如，來自附近行星和恆星的漣漪太小，無法從地球上拾取。這就是為什麼科學家們要尋找他們能找到的最大的波——那些來自宇宙中以極快速度運動的最大質量物體的波。黑洞和中子星的合併提供了完美的目標。

當這些超高密度物體結合在一起時，它們實際上會相互纏繞，隨著時間的推移越來越緊密。旋轉的頻率不斷增加，直到兩個物體以每秒幾次的速度相互旋轉，然後組合成一個有力的衝擊。這種活動產生了巨大的引力波，它們以光速在宇宙中傳播。它們在旅途中逐漸消失，但仍然以一種減少的形式到達地球。LIGO和**座天文臺必須使用極其靈敏的鐳射技術來接收這些波的訊號(進一步瞭解這些天文臺是如何工作的。）

不過，到目前為止，LIGO所做的四次探測都來自黑洞的合併。這些發現告訴了科學家很多關於我們宇宙中發現的黑洞型別的知識，但它們並沒有為後續觀測提供太多的機會。黑洞有著難以置信的強大引力，所以任何東西——甚至光——都無法逃脫。即使天文學家能精確地指出黑洞合併的地點，觀察光線的望遠鏡也看不到任何東西。這就是為什麼天文學家一直渴望找到合併的中子星。

由於最近**座的加入，科學家們也越來越善於定位這些合併的來源。前三次探測是由LIGO的天文臺單獨完成的，但第四次訊號也是由**座發現的。有三個探測器可以探測到電波，這樣就更容易在天空中找到這些訊號的來源。透過確定電波到達每個探測器的時間，天文學家可以在太空中對波源的位置進行三角測量，類似於使用三顆GPS衛星精確定位地球上某物的位置。

天文學家只需要一個他們能真正看到的黑洞以外的來源。

找到訊號

美國東部時間8月17日上午8點41分，就在LIGO和**座計劃在一個月的長跑後停止觀測之前，LIGO在華盛頓和路易斯安那的兩個天文臺都接收到了看起來像是引力波的訊號。天文學家立刻懷疑這是兩顆中子星相撞造成的，因為這波擾動了LIGO的儀器超過一分半鐘（比以前黑洞發出的訊號要長得多，後者只持續了幾分之一秒）。這是一個跡象，說明合併的物體比黑洞小得多。”“中子星比黑洞小得多，所以它們在合併之前會更緊密地結合在一起，”LIGO的合作者、喬治亞理工學院的物理學教授勞拉·卡多納蒂告訴《邊緣報》所以你可以長時間觀察海浪，得到一個很好，很長，很漂亮的訊號。”

與此同時，利戈獲得訊號，美國宇航局費米太空望遠鏡（繞地球軌道）探測到來自深空的高能光（稱為伽馬射線爆發）的強烈爆發。天文學家懷疑，中子星碰撞時可能會產生高能輻射，因為爆炸是如此的熱和強大。探測到一個爆炸的同時，一個波訊號使天文學家確信他們看到兩顆中子星合併。

與此同時，天文學家最初認為**座錯過了訊號，因為它沒有顯示在天文臺的資料。但經過進一步的觀察，科學家們意識到**座撿到了它；波浪訊號非常微弱。結果發現，合併發生在天空的一部分，這是**座的一個盲點，這是天文臺在地球上的位置的副產品“**座在某種程度上錯過了它，因為它恰好在天空的一個狹窄的部分，**座不能完全抓住它，”卡羅格拉說。

但事實上，**座錯過了它實際上幫助天文學家找出訊號來自：科學家知道確切地點在南部天空中，**座看不到。這些知識，加上LIGO的兩個天文臺的資料，有助於合作精確定位海浪的來源，將訊號的來源縮小到只有30平方度的一片天空。這是夜空的一個小樣本，有40000平方度。

號召武裝

當LIGO小組懷疑他們抓住了新的浪潮時，就向世界各地的天文學家發送了簡訊警報，告訴他們做好捕獵準備。五個小時後，LIGO和**座共用了一張有大致位置的天空地圖。在那之後的七個小時，碰撞的後果已經被確定，引力波的來源也被髮現了。

位於智利的地面Swope天文臺首先看到了它，在可見光下拍攝影象。然後，地面和太空中的其他望遠鏡也發現了它，透過電磁光譜測量光。天文學家們收集了盡可能多的有關這一事件的資料，測量了從X射線、紫外線到紅外線和無線電波的一切。”“這就是我們都成為科學家的原因，”安迪·豪厄爾（Andy Howell）告訴《邊緣報》，他是拉斯坎佈雷斯天文臺全球望遠鏡網路（Las Cumbres Observatory Global Telescope Network）的天文學家，該網路是最早發現這一事件的天文臺之一沒有什麼比知道自己是世界上最早看到新現象的人之一的感覺更好的了。”

天文學家還需要一段時間才能破譯他們從這些後續觀測中看到的一切。但與此同時，科學家們已經開始用他們收集的資料描繪這次碰撞的景象。根據LIGO的測量，這兩顆中子星相距1.3億光年，比發生在地球以外數十億光年的黑洞合併要近得多。每顆中子星的質量都是太陽的1.1到1.6倍，儘管它們的直徑大概只有10英里。

它們產生的撞擊被稱為千新星，一個令人難以置信的爆炸事件。合併產生了一個巨大的火球，來自這兩顆恆星的超緻密物質向四面八方向外噴射。來自千新星的初始光測量也顯示了該物質的運動速度：據天文學家估計，千新星外層的速度接近光速的三分之一。這些事件也不僅僅是爆炸性的；它們也被認為是生產宇宙中最重元素的工廠。而從千新星發出的光顯示了這些元素，如黃金，是如何在合併後產生的。

到目前為止，千新星基本上都是理論上的，這些觀測結果證實了天文學家在這樣一個事件中所期望看到的許多東西——同時也提出了一些問題。”在過去的十年裡，理論家們一直在研究千新星，而現在隨著這一個奇異事件的發生，這十年的研究都接近尾聲這真是一件大事。”

這隻是個開始。LIGO和**座在最近的一次觀測中可能看到了更多的中子星訊號，而且在未來可能會看到更多的中子星訊號。自8月25日以來，這三座天文臺一直處於離線狀態，但工程師們正在努力使他們的儀器對海浪探測更加敏感。下一次觀測將於明年夏天開始，一旦開始，我們可以看到波浪探測的爆炸。目前，天文學家們正沉浸在這一最新發現中——這是他們幾十年來一直希望找到的東西。

卡羅格拉說：“（發現中子星）作為建造LIGO的動力非常重要。”現在我們終於發現了他們。這不應影響我們的第一次發現，但找到我們一直期望找到的源頭確實讓人感覺很好。”