科学家证认出新的引力波事件光学对应体

一个由中国科学院紫金山天文台、意大利国立天体物理研讨院、贵州大学组成的世界合作团队在短时标伽玛射线暴（简称短暴）GRB 070809中新发现一例千新星候选体，该作业已被《天然-天文学》（Nature Astronomy）在线宣布。

中子星并合进程不光发作强的引力波，也或许发作伽玛暴、千新星（也称巨新星）等电磁辐射对应体。其间伽玛暴一般来自于并合构成的黑洞喷射出的极点相对论性喷流，所以和引力波信号的成协率低；而千新星是由中子星并合进程抛射的超铁（也便是比铁重的）元素的放射性衰变所发作的红外、光学暂现源，它的辐射大致是各向同性的，和引力波信号的成协率高。因而千新星是最具勘探远景的引力波事情电磁辐射对应体，有助于处理“超铁元素的来历”这一现代世界物理学范畴的严峻科学问题。全灵敏度运转的先进LIGO/Virgo勘探器对能发作电磁辐射信号的中子星并合事情的勘探红移不超越0.2，而千新星的勘探间隔能够更远，因而在提醒一些较高红移处的暂现源的中子星并合来历方面将发挥关键作用。

世界上首例，也是迄今仅有一例引力波与千新星成协事情为GW170817/AT2017gfo。尔后，对引力波事情的电磁对应体，尤其是千新星的查找热心空前高涨。例如对中子星黑洞并合事情GW190814，引力波勘探器给出了23平方度的精确认位但声称有强的依据标明此次并合没有物质抛射，世界上8-10米级望远镜VLT、Keck、GTC，4米级望远镜DES、WHT等都毅然投入了很多时刻进行电磁对应体的查找。惋惜的是，LIGO/Virgo的O3运转期已过半，但没有发现与引力波事情/千新星成协案例。考虑到国内与世界在千新星勘探设备上的距离，中意科学家组成的一个世界团队另辟蹊径，经过对一些“已可揭露获取的短暴的历史数据”的系统剖析来证认引力波事情光学对应体。

该团队的最新研讨目标为短暴GRB 070809。这个暴的数据较少，因而曩昔12年里没有任何相关论文宣布。但紫金山天文台研讨员金志平等人研讨发现，这个暴的X射线辐射能谱很硬，且跟着时刻在变硬。而通常情况下，伽玛暴的X射线余辉的能谱较软，而且随时刻会变软。此外，GRB 070809的光学辐射能谱很红。在伽玛暴规范余辉模型下，光学余辉能谱不会软于X射线能谱，除非遭受了严峻的尘土消光。因为该方向上银河系的消光很小，所以强的消光只或许由宿主星系奉献。但哈勃望远镜的深度曝光观测标明GRB 070809发作在其宿主星系外面，因而不存在强的消光。别的X射线的数据剖析标明该方向上的氢柱密度与银河系的奉献高度符合，也意味着源的周围没有很多的尘土。归纳这些信息，金志平等人指出GRB 070809是一个发作在宿主星系外面的具有独特光学、X射线辐射能谱的短暴。与其它短暴比较，GRB 070809有着最软的光学辐射和最硬的X射线谱（图1），无法在正向激波余辉模型中得到解说。作者们以为X射线的独特能谱行为或许反响了中心引擎的长时刻活动，而极软的光学辐射能够天然地解说为千新星的黑体谱。假如这些解说正确，GRB 070809的一切X及光学辐射都不是来自于伽玛暴的外激波辐射，这与该暴诞生在宿主星系之外、暴周介质密度极低的揣度相一致。

金志平等人还计算了现阶段具有红移丈量的千新星（及候选体）的性质，发现前期千新星辐射区的温度及速度或许有较宽的散布规模，AT2017gfo或许并不典型(见图2)而且千新星辐射或许有亚类。考虑到LIGO/Virgo的观测标明中子星并合率高达~1000Gpc-3yr-1，而且2022之后因为LIGO-India的参加引力波事情的定位精度将大幅度提高，因而几年内人们将具有一个较大的千新星样本，然后更全面地了解相关物理性质。

该项研讨得到国家天然科学基金、江苏省天然科学基金以及中科院前沿科学要点研讨项目和战略先导专项B的赞助。

图1. 一些亮堂短暴的前期光学、X射线能谱比照图。留意AT2017gfo是与GW170817/GRB 170817A成协的千新星，具有黑体谱。与其它伽玛暴比较，GRB 070809具有最软的光学谱及最硬的X射线谱。GRB 070809的红移z尚不确认，假如z=0.22，则其与AT2017gfo，GRB 160821B和GRB 061201的光学辐射谱较为相似。假如z=0.47，则该千新星比同时期的AT2017gfo亮5倍左右。

图2. 已知红移暴及GRB 070809中的千新星（候选体）的性质比照。L代表光度，Tint和t’别离代表红移修正后的温度与时刻，βΓ代表的是辐射区的速度(以光速为单位)。从图可见，前期千新星的辐射区的温度及速度或许有较宽的散布规模。

来历：中国科学院紫金山天文台