哈勃观测到合并中子星观测到的千伏新星

2017年8月17日，激光干涉仪引力波天文台（LIGO）和处女座干涉仪均检测到了两个中子星碰撞产生的引力波。在12小时内，天文台已经确定了透镜状星系NGC 4993内的事件源，此图像是由NASA / ESA哈勃太空望远镜收集的。在哈勃望远镜的观测中可以清楚地看到与之相关的恒星耀斑，即千新星。这是首次观察到重力波事件的光学对应物。如8月22日至28日（插入图）所示，哈勃观测到的星空在六天内逐渐消失。

天文学家首次使用NASA / ESA哈勃太空望远镜观察到引力波的可见对应物：合并中子星产生的千新星。

NASA / ESA哈勃太空望远镜首次观测到由两个中子星合并而成的引力波源。这次合并创造了千禧年-一种理论在几十年前就预测过的物体-将金和铂等重元素喷射到太空中。该事件还提供了迄今为止最有力的证据，表明短时伽马射线爆发是由中子星合并引起的。这一发现是多信使天文学的首次发现，它将引力波和电磁辐射结合在一起。

2017年8月17日，激光干涉仪引力波天文台（LIGO）和处女座干涉仪都向全球天文观测者发出了有关检测到引力波事件GW170817的警报。在检测到引力波后约两秒钟，ESA的INTEGRAL望远镜和NASA的费米伽马射线太空望远镜在同一方向观察到短的伽马射线爆发。

最初发现后的晚上，一群望远镜开始搜寻以寻找事件发生的源头。天文学家在距地球约1.3亿光年的双凸透镜星系NGC 4993中发现了它。一点点的光都闪闪发光，以前什么都看不见，这掀起了有史以来最大的多望远镜观测运动之一，其中包括NASA / ESA哈勃太空望远镜。

哈勃第一次观察到引力波的来源：两个中子星的合并。这次合并创造了千禧年-这是30多年前理论上首次预测的对象。该事件还提供了迄今为止最有力的证据，表明短时伽马射线爆发是由中子星合并引起的。这些观察结果可能有助于解决天文学中另一个长期存在的问题：重化学元素（如金和铂）的起源。在两个中子星合并时，条件似乎恰好适合它们的生产。

在引力波事件警报后的两周内，几个不同的科学家团队使用哈勃望远镜观测了NGC 4993。利用哈勃望远镜的高分辨率成像能力，他们设法获得了千新星的第一个观测证据，这是两个非常稠密物体（很可能是两个中子星）合并的可见对应物。此类合并最早是在30多年前提出的，但这标志着对该事件的首次坚定观察。到合并的距离使得该源既是迄今为止检测到的最接近的引力波事件，也是迄今为止见过的最接近的伽马射线爆发源之一。

“一旦我看到LIGO和处女座的触发同时发生，我就被伽马射线炸开了，”沃里克大学的安德鲁·莱文回忆说，他带领哈勃团队获得了第一批观测结果。“当我意识到似乎涉及中子星时，我更加惊讶。我们已经等了很长时间了！”

哈勃望远镜在可见光和红外光下捕获了银河系的图像，目睹了NGC 4993中一个新的明亮物体，它比新星亮但比超新星更暗。图像显示，在哈勃观测的六天内，该物体显着褪色。利用哈勃的光谱学能力，研究小组还发现了迹象，表明被超新星喷射出的物质的速度高达光速的五分之一。

莱斯特大学教授，另一个哈勃观测小组负责人尼尔·坦维尔（Nial Tanvir）说：“令人惊讶的是，新星的行为与预言的紧密程度如此之高。”“它看上去根本不像已知的超新星，这个物体本来可以做到的，因此很快就非常有信心，这才是真正的交易。”

迄今为止，将千变新星和短伽玛射线爆发与中子星合并相联系一直很困难，但是在检测到引力波事件GW170817之后，大量详细的观测结果终于证实了这些联系。

莱文说：“千伏新星的光谱看起来完全像理论物理学家所预言的那样，将出现两个中子星合并的结果。”“毫无疑问，它将这个物体与引力波源联系在一起。”

哈勃拍摄的红外光谱还显示出一些宽大的颠簸和摆动，这表明自然界中一些最重的元素已经形成。这些观察结果可能有助于解决天文学中另一个长期存在的问题：重化学元素（如金和铂）的起源。在两个中子星合并时，条件似乎恰好适合它们的生产。

这些观察的意义是巨大的。正如Tanvir所解释的：“这一发现为天文学研究开辟了一种新方法，我们将电磁光和引力波的信息结合在一起。我们称这种多信使天文学—但直到现在，这只是一个梦想！”

莱万总结说：“现在，天文学家不仅会像我们数百年来所做的那样看待物体发出的光，而且还会聆听它。引力波为我们提供了来自物体的补充信息，这些物体很难仅使用电磁波来研究。因此，将引力波与电磁辐射配对将有助于天文学家了解宇宙中一些最极端的事件。”

文件：

论文1：N. R. Tanvir等人的文章“在两个中子星合并后出现了富含镧系元素的超新星”。在ApJLPaper 2中：A. J. Levan等人的“双星中子星合并GW170817的环境”。在ApJLPaper 3中：E. Troja等人“发现了引力波事件GW170817的X射线对应物”。在NaturePaper 4中：“激发引力波：M. M. Kalila的论文5：J. Hjorth等人的“到NGC 4993的距离-引力波事件GW17017的宿主星系”。在ApJL中