北京時間10月16日22時，在整個天文學界因一則重磅預警“炸鍋”后，吊足胃口的美國國家航空航天局（NASA）、歐洲南方天文臺、南京紫金山天文臺、英國科技設備委員會、法國國家科學研究中心等全球數十家科學機構終于聯合宣布了重大成果：從約1.3億光年外，科學家們首次探測到壯麗的雙中子星并合產生的引力波，及其光學對應體。

該成果由美國“激光干涉引力波天文臺”（LIGO）和歐洲“處女座”（Virgo）引力波探測器及全球其他70個地面及空間望遠鏡共同完成的，包括中國第一顆空間X射線天文衛星——“慧眼”HXMT望遠鏡和中國南極巡天望遠鏡。相關論文發表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）、《自然》等期刊上。

LIGO團隊在2016年2月正式宣布成功探測到由雙黑洞并合產生的引力波，完成了愛因斯坦廣義相對論的最后一塊拼圖，由此眾望所歸地捧走了今年的諾貝爾物理學獎。然而，這次全球共同完成對同一個天文事件的引力波與電磁波的首次聯合觀測，才正式標志著天文物理掀開多信使時代的新一頁。

清華LIGO科學合作組織工作組負責人曹軍威向澎湃新聞（www.usamodel.cn）介紹道，之前LIGO和Virgo探測到4次來自雙黑洞的引力波信號，在LIGO探測器的敏感頻段內只能持續不到一秒的時間，然而，在8月17日探測到的這個持續了100秒，并且掃過了LIGO的整個靈敏頻段——這個頻段與一個普通樂器能產生的聲波頻段幾乎相同。科學家們可以識別這個天體源的質量遠比迄今觀測到的所有黑洞的質量都要小得多。

LIGO的數據指向了兩個距離地球1.3億光年的相互旋進的天體。數據顯示這個天體系統的質量沒有雙黑洞大，估計為1.1~1.6倍太陽質量，恰好是中子星的質量范圍。對于噪音背景的分析顯示，這種強度的信號是由一致性隨機噪音產生的概率低于每8萬年一次。

一小勺重達10億噸的中子星

引力波是愛因斯坦廣義相對論中的重要推論。時間和空間會在質量面前彎曲，時空在伸展和壓縮的過程中，會產生振動傳播開來，這些振動就是引力波。我們在地球上隨時隨地都可能遭遇來自宇宙中各種源頭的引力波：兩個黑洞并合、碰撞；中子星旋轉、并合；超新星核塌縮等。

LIGO團隊此前探測到的4次引力波事件，均由雙黑洞形成。全世界都在期待，中子星能出現在引力波事件中。

恒星演化到末期，經由引力坍縮發生超新星爆炸，根據質量的不同，內核可能被壓縮成白矮星、中子星或黑洞。中子星幾乎完全由中子構成，是目前已知的最小、致密的恒星。一小勺中子星物質就可能重達10億噸。雙中子星系統在圍繞中心旋轉的過程中會不斷放出引力波，導致系統能量降低，軌道縮小，并最終撞在一起，釋放出強烈的引力波。在最終并合前的100秒以內發出的引力波信號正好位于激光干涉儀的靈敏頻段內，因此有機會被觀測到。

“看”到引力波的余暉

黑洞吸收光，無法被觀測到，而中子星則不然。中子星并合過程不但會發射出強列的引力波輻射，還伴隨劇烈的電磁輻射，也就是所謂的光學對應體。可以說，在科學家們“聽”到中子星引發的引力波事件并定位后，就能運用望遠鏡“看”到“光”，即電磁波。

今年8月份，LIGO和VIRGO開始合作探測引力波。由三處探測器發現的引力波事件不僅更為可靠，也更能準確定位。當時，天文學界已經“謠傳”兩家發現了帶光學對應體的引力波源，疑似由中子星并合產生。不過，消息迅速被當事人刪除。而兩家天文臺在9月底最終發布的結果，是另一次由黑洞并合產生的引力波事件GW170814。

那么，這次這個激動人心的引力波光學對應體究竟是什么呢？

原來，中子星并合以后會發出伽馬光子，該信號在引力波到達地球2秒鐘之后也被觀測到。在其后數周內，這場大并合仍會繼續發出其他頻段的“光”，包括X射線、紫外線、可見光、紅外線以及射電波等。

一場科學盛宴：多信使天文學

經歷了一個月多的“謠傳”和猜測，這個天文學界人人都心知肚明的秘密終于被揭曉。

北京時間8月17日20時41分，LIGO捕捉到時長100秒的GW170817引力波信號。此時，升級為高新LIGO后的第二輪科學觀測正接近尾聲，而Virgo處于剛剛開始升級為高新Virgo的第一次運行。

幾乎同時，GRB 170817A伽瑪短暴觸發了NASA費米望遠鏡（Fermi）的伽馬暴監測器。LIGO-Virgo的分析軟件通過比較兩信號，得出結論：這不太可能只是一個巧合。

隨后，全球各大望遠鏡紛紛啟動后續探測……

這次成果的科學意義毋庸置疑。科學家們對中子星演化、引力波來源、伽瑪暴來源的了解更進一步，后續仍會有更多重要的數據和論文發表。而更重要的或許是這場“群像”性質的天文盛宴：隨著引力波這個重要角色到位，“多信使天文學”掀開了新的一頁，天文物理的“全球化”也必然地更進一步。

清華LIGO工作組自2009加盟LIGO以來，就參與了迄今為止的所有引力波發現。主要研究工作包括：1. 構建了“利用已知脈沖星群組性質探測連續引力波”的方法，并利用該方法搜索信號；2. 完善了“貝葉斯多信使天文學框架”，并且用該框架研究引力波—短伽馬暴；3. 進一步優化GPU加速在線致密雙星并合信號搜尋程序流水線；4. 探索深度學習在引力波實時數據分析中的應用等等。

引力波天文時代到來了。正如2017年諾獎得主Barry Barish接受澎湃新聞專訪時所言：從LIGO探測到引力波起，新一代的天文物理研究者就已繞不開它。