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《空间引力波探测领域监测快报》

  • 来源专题:空间引力波探测领域
  • 编译类型:快报,简报类产品
  • 发布时间:2021-03-19
跟踪空间引力波探测领域最新前沿进展
  • 1. 双致密星并合引力波事件中的伽马射线暴
    yanyf@mail.las.ac.cn
    中子星-中子星、中子星-黑洞和黑洞-黑洞并合事件是宇宙中高频引力波的主要来源.同时,短伽马暴GRB 170817A和引力波信号GW170817的成协也表明,双致密星并合事件有可能同时造成丰富的电磁对应体辐射,使之成为了多信使天文学研究的重要对象.本文简要综述了以短伽马暴为代表的引力波事件电磁对应体的研究现状,包括它们的瞬时辐射、前兆辐射、延展辐射、余辉辐射、千新星/并合新星辐射,讨论了中微子辐射、宿主星系性质、双中子星并合产物、相对论性喷流结构和短伽马暴的爆发率与光度函数等相关研究内容.在对现有主要认知进行描述的基础上,指出了仍然存在的一些重要开放性问题,比如伽马暴的完整爆发过程和中心能源性质、喷流的结构和能量耗散方式、粒子的加速和辐射机制等.这些问题一定程度上代表着未来进一步研究的方向.针对我国即将发射的致力于短伽马暴观测的引力波暴高能电磁对应体全天监测器(Gravitational wave high-energy Electromagnetic Counterpart All-sky Monitor, GECAM)卫星项目,本文对其观测前景做出了预估和展望.

    发布时间: 2020-12-02

  • 2. 空间等离子体密度振荡对天秦引力波观测站的天琴空间飞船激光测距的影响
    yanyf@mail.las.ac.cn
    天勤空间引力波(GW)观测站将包含三艘轨道半径为105公里的地心和圆形轨道航天器,以探测毫赫兹频带中的GW。每对航天器将建立一个1.7×105公里长的激光干涉仪,沉浸在太阳风和磁层等离子体中,以测量GW引起的相位偏差。GW 检测需要对激光相进行高精度测量。等离子体密度的长距离和周期性振荡的累积效应可能会引起额外的相位噪声。本研究旨在利用逼真的轨道模拟器和空间天气建模框架模型,模拟天体间航天器激光信号的等离子体诱导相差。初步结果表明,等离子体密度振荡可诱发米赫兹频带中接近 2 × 10~6 rad/Hz1/2 或 0.3 pm/Hz1/2 的相位偏差,且在分配给干涉仪位移噪声的错误预算内。当轨道平面与太阳-地球线平行或在磁暴期间,三臂相的振幅谱密度变得更加分离。最后,检查了相差对轨道半径的依赖性。

    发布时间: 2021-03-17

  • 3. 天文学家发现超大双黑洞潮汐引力瓦解恒星事件
    yanyf@mail.las.ac.cn
    近日,由安徽师范大学、中国科学院国家天文台、中国科学技术大学、广州大学、中国科学院上海天文台、中山大学以及北京大学的科研人员组成的研究团队,在一个河外星系中发现了一对互相绕转的超大质量双黑洞吞噬恒星的罕见天文现象。这是天文学家迄今为止在正常星系中发现的第二例超大质量双黑洞绕转系统。该研究成果近日在线发表于国际科学期刊《自然·通讯》(Nature Communications)。   黑洞是宇宙中极其致密的天体,以至于进入其事件视界的所有物质包括光线都无法逃脱。目前普遍认为,几乎在每一个大质量星系的中心都存在一个超大质量黑洞。   根据现有等级成团星系演化理论,宇宙中应存在大量的超大质量双黑洞系统。然而,即便是经过了30多年的研究,天文学家仅在少数几个活动星系中找到了超大质量双黑洞。如何寻找和探测超大质量双黑洞系统是当今物理学和天文学最重要的前沿问题之一。   当一颗恒星运动到太靠近黑洞的位置时,会被黑洞产生的强大潮汐引力撕裂瓦解,进而被黑洞吞噬,同时释放出短暂的剧烈电磁波辐射,称为黑洞潮汐撕裂恒星事件。因此,可以通过探测星系中心的X-射线或紫外/光学闪耀信号,来窥视黑洞如何影响周围物质的行为。   理论计算表明,当一颗恒星被互相绕转的超大质量双黑洞系统中的一个黑洞潮汐撕裂,进而被它吞噬,会产生X射线闪耀;另一个黑洞的引力会间歇性阻断被瓦解的恒星碎片被前一个黑洞吞噬,导致X射线闪耀急剧变暗进而恢复亮度。   该研究团队通过分析美国航天局Swift卫星和欧洲空间局XMM-Newton卫星观测资料,在一个约26亿光年之外的星系中成功发现了理论预言的这一现象(急剧变暗和可重复的X射线闪耀现象),给出双黑洞吞噬恒星的强烈观测证据。   这是继我国学者北京大学刘富坤团队发现首例双黑洞吞噬恒星事件后,天文学家发现的第二例此类罕见天文现象,对揭示正常星系中休眠双黑洞的分布、构建黑洞潮汐撕裂恒星的全景演化图像、检验现有的引力理论、以及为下一代引力波探测器提供有效波源具有重要意义。

    发布时间: 2020-12-02

  • 4. 新闻|2020年Excellence in Detector Characterization and Calibration奖项公布
    zmygw
    IGO实验室祝贺路易斯安那州立大学的Siddharth Soni赢得了今年的LIGO Laboratory Award for Excellence in Detector Characterization and Calibration,以表彰他在减少观测O3期间在LIGO利文斯顿天文台的Advanced LIGO检测器中减少杂散光引起的瞬态噪声方面所做的出色工作。 Soni在利文斯顿利文斯顿天文台(LIGO Livingston Observatory)识别,表征并减轻了多种杂散光源。通过他的研究,发现了新的光散射路径,并描述了减轻这些新发现的噪声源的新方法。 Soni的工作直接减少了LIGO瞬态噪声最具挑战性的来源,其中之一是与多个缩回的LIGO-Virgo候选事件警报相关联,并可以可靠地检测到随后的远距离弱引力波信号。 Soni的工作是LIGO探测器表征工作取得更大成功的重大成就。识别噪声瞬变,将其与特定的干涉仪条件相关联,并消除噪声源,是提高探测器灵敏度和提高LIGO天体探测潜力的最有效途径之一。 Soni将获得1000美元的奖金,并将在LIGO实验室站点(LIGO-Hanford,LIGO-Livingston,Caltech或MIT)之一上邀请研讨会,与LIGO实验室成员分享他的成就。 Soni将在2021年3月的LIGO-Virgo合作会议上远程获得奖励证书。

    发布时间: 2020-12-02

  • 5. 新闻|LIGO和Virgo在更新的目录中宣布了新的探测结果
    zmygw
    经过几个月的深入分析,LIGO科学协作组织和Virgo协作组织发布了引力波检测器的更新目录GWTC-2。 该目录包含50次重力波检测,其中包括仅在LIGO /Virgo第三次观测运行O3a的上半年(从2019年4月1日至10月1日运行)中检测到的来自黑洞或中子星碰撞的39个新信号。 对目录的贡献已确认的检测次数增加了三倍以上(前两次观察运行相加产生了11次检测,这些都包含在第一份目录GWTC-1中)。 新的目录包括到目前为止所见过的一些最有趣的系统,并且可以对天体物理学和基本物理学进行定性的新研究。

    发布时间: 2020-12-02

  • 6. 云南天文台伽玛暴偏振研究获进展
    yanyf@mail.las.ac.cn
    近期,英国《皇家天文学会月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)在线发表了中国科学院云南天文台博士研究生程康法和副研究员赵晓红等人的一项研究成果。该项研究给出了大尺度衰减磁场环境下伽玛暴同步辐射的偏振特性,并发现在大尺度的环形磁场模型下,偏轴观测的伽玛暴理论上都会在单脉冲内发生偏振面旋转九十度的现象。伽玛暴辐射区的磁场结构和伽玛暴的辐射机制目前仍然不清楚。偏振可以作为伽玛暴辐射机制和辐射区磁场结构的重要探针,不同的偏振特性(包括偏振度,以及偏振度和偏振角的演化特征)往往预示着不同的辐射机制及不同的磁场结构。目前,伽玛暴辐射区的磁场通常认为有两种可能的结构,一种是小尺度随机磁场,这种磁场通常认为是由等离子体中的一些不稳定性将激波面内的种子磁场放大后产生;另一种是大尺度的衰减磁场,这种磁场一般认为起源于伽玛暴的中心天体,随着喷流物质被抛射出来,...

    发布时间: 2020-12-02

  • 7. 天琴奏响,空间引力波探测技术验证传来佳音——访天琴一号技术试验卫星总设计师张立华
    yanyf@mail.las.ac.cn
    由于引力波信号极其微弱,给空间引力波探测任务带来了极大的技术挑战,很多技术指标要求比现有水平高出好几个量级,因此在技术上难以一步到位,必须循序渐进、分步实施,需要通过技术试验卫星验证相关技术,待相关关键技术取得突破以后,再去研制能够在空间探测到引力波的卫星系统。为了 LISA 计划的顺利实施,欧洲历时 10 年研制了 LISA 探路者(LISA Pathfinder)技术验证星,于 2015 年 12 月成功发射,进入到绕日地 L2 点运行的轨道上完成了各项技术试验验证任务,开启了人类空间引力波探测的序幕,为 LISA项目的立项及工程研制提供了有力的支撑。国内的“太极”计划也安排了太极一号试验星的研制,并于 2019年 8 月发射入轨开展了相关技术试验。因此,对关键技术进行在轨验证是空间引力波探测计划实施不可或缺的一个重要环节。 对于应用于航天器上的精密测量技术,地面上的干扰因素比较多,尽管我们通过间接的测试加上一些仿真分析能够对相关指标做出一定的评价,但只有到轨道真实环境中才能得到更好的验证,这也是研制天琴一号卫星的初衷。天琴一号卫星担负的就是对空间引力波探测部分关键技术进行验证的使命,由中山大学、航天东方红卫星有限公司和华中科技大学联合论证提出,并于 2018 年 10 月获得了国家航天局的立项支持。天琴一号是“天琴”引力波探测计划技术试验验证的第一步,目的是构建空间高精度惯性基准,对无拖曳控制等空间引力波探测共性关键技术开展在轨验证。为达到这个目标,天琴一号卫星配置了高精度的惯性传感器和微牛级连续可调的推进系统,作为无拖曳控制系统的敏感器和执行机构,同时通过高稳定的温度控制、精准的质心控制,为无拖曳控制提供良好的环境保障。 天琴一号卫星是一颗低成本、短周期的微纳卫星,整星质量只有 103kg,采用搭载方式发射。卫星的平台电子产品基于航天东方红卫星有限公司经过多次在轨飞行验证的微纳卫星产品研制,根据任务需求进行一些适应性修改,在确保质量的前提下实现了短周期和低成本的目标;试验载荷则按照在轨试验任务目标,基于前期关键技术攻关成果和承研单位在相关领域多年的技术积累研制,也有效降低了研制风险。天琴一号卫星项目较好地实现了技术、成本、周期等方面的统筹兼顾,达到了预期的关键技术验证目的的同时,做到了既快又省。对于 1 颗 100kg 量级的微小卫星,又是搭载发射,各方面的约束条件比较苛刻,还不能有活动部件,给卫星设计和在轨试验都带来了很多难题。在研制过程中,项目团队根据任务的特殊性,平台和试验载荷一体化设计,不断优化卫星方案和在轨试验模式,以较小的代价获取了尽可能多的试验数据和成果,实现了较高的效费比。

    发布时间: 2021-03-17

  • 8. 从引力波到伽马暴探测——记在GECAM卫星发射之时
    zmygw
    编者按:2020年12月10日,我国在西昌卫星发射中心用长征十一号遥九固体运载火箭将引力波暴高能电磁对应体全天监测器卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。

    发布时间: 2021-01-09

  • 9. 中国科学院启动“太极二号”双星计划探测空间引力波
    zmygw
    近日,中国科学院院士、空间引力波探测"太极计划"首席科学家吴岳良表示,中国科学院正在启动空间引力波探测计划第二步"太极二号"双星计划。我国首颗空间引力波探测技术实验卫星"太极一号"于2019年8月成功发射。吴岳良9月18日在福州开幕的2020年中国航天大会上说:"‘太极一号’第一阶段在轨技术验证结果全面高于设计指标,‘太极一号’迈出了我国空间引力波探测奠基性的第一步,其实验结果验证了‘太极计划’技术路线的正确性和方案的可行性。"

    发布时间: 2020-12-24

  • 10. 空间引力波探测卫星外热流环境及其热控设计
    yanyf@mail.las.ac.cn
    轨道外热流是影响空间引力波探测卫星的重要因素之一。总结了日心轨道引力波探测卫星和地心轨道引力波探测卫星的β角和外热流变化,分析了外热流的变化特征。引力波卫星采用以被动热控为主,辅以主动热控的热设计原则,对整星和关键载荷 (如空间望远镜) 进行热设计,同时采取柔性支撑结构解决结构热变形问题,保证子结构尺寸的稳定性,最后介绍了空间引力波探测卫星热仿真分析。

    发布时间: 2021-03-17

  • 11. “孪生兄妹”上天 捕捉引力波之光
    zmygw
    12月10日4时14分,我国在西昌卫星发射中心使用长征十一号固体运载火箭将引力波暴高能电磁对应体全天监测器卫星(Gravitational wave high-energy Electromagnetic Counterpart All-sky Monitor,简称GECAM)发射升空,两颗卫星成功进入预定轨道,这是我国首次发射全天监测引力波电磁对应体的卫星。

    发布时间: 2021-01-09

  • 12. 中国空间引力波探测“太极计划”及“太极1号”在轨测试
    zmygw
    我国空间引力波探测"太极计划"将打开中低频段(0.1 mHz~1 Hz)的引力波观测窗口,为人类研究宇宙起源与演化、黑洞起源与演化、引力本质、暗能量和暗物质等提供全新的方法和手段。由于空间引力波探测涉及一系列关键技术,太极计划提出了"单星""双星"和"三星"3步走的发展路线图。目前"单星"计划——"太极1号"发射成功,并圆满完成了第一阶段的在轨测试。本文将简要介绍空间引力波探测的科学价值、国内外背景和关键技术分解,重点对太极计划及其3步走发展规划进行分析,并提出后续工作的一些设想和发展建议。

    发布时间: 2020-12-04

  • 13. 空间引力波探测系统编队动力学与控制技术综述
    yanyf@mail.las.ac.cn
    针对空间引力波探测系统对超远距离编队动力学与控制技术提出的挑战,调研分析了空间引力波探测系统所涉及的动力学与控制技术国内外研究现状,包括:超远距离相对动力学、高稳定轨道设计、高精度构形初始化策略与控制、构形重构与维持以及多自由度协调控制等方面。在对相关领域国内外研究现状分析的基础上,提出了空间引力波探测系统在动力学与控制方面需重点解决的关键技术:超远距离编队构形发散机理建模与分析、高稳构形鲁棒优化设计理论与方法、有限机动能力约束下的高精度构形初始化和保持技术、非科学与故障模式下编队姿轨维持策略和多自由度协调控制等。

    发布时间: 2021-03-17

  • 14. 空间引力波探测航天器系统及平台技术
    yanyf@mail.las.ac.cn
    引力波探测是当代物理学最重要的前沿领域之一,与引力波的地面探测相比,引力波的空间探测能够探测更丰富的波源和更遥远的目标,具有重大的科学价值。空间引力波探测带来了空前的技术挑战,对航天器系统和平台提出了极高的技术指标要求,传统的卫星平台难以满足任务需求,必须设计开发新的平台,并突破诸多关键技术。本文对空间引力波探测航天器总体和平台设计面临的挑战、主要的设计约束条件进行了分析,提出了天琴引力波探测航天器的总体方案设想和初步的构型布局方案,对航天器平台所涉及的关键技术进行了梳理,并对后续解决途径提出了建议。

    发布时间: 2021-03-17

  • 15. 四所高校天琴联盟团队签署战略合作协议 推进天琴计划区域协作和协同创新
    zmygw
    12月4日,华中科技大学引力中心、中山大学天琴中心、上海交通大学航空航天学院智能卫星中心、扬州大学引力与宇宙学研究中心在扬州大学举行天琴计划战略合作协议签约仪式。引力中心主任周泽兵教授、邵成刚教授、办公室主任刘跃龙出席仪式。 “天琴计划”是罗俊院士于2014年在华中科技大学提出的空间引力波探测计划,目前已经发展成为中山大学牵头、国内外多方力量参与的一项国际重大科技计划。天琴计划提出0123战略路线图,目前已经顺利完成战略规划的0和1阶段,正在推进2阶段。华中科技大学引力中心在上个世纪90年代就开展引力波探测研究,在高精度惯性基准等领域已有20余年的技术积累。 本次四所跨省高校科研机构签署战略合作协议,将进一步加强天琴计划的区域联合、协同创新,紧密围绕“天琴计划”在物理学、天文学、宇航科学与技术等多个领域继续开展深入合作。 华中科技大学、中山大学、上海交通大学和扬州大学校领导和相关职能部门和院系负责同志出席本次会议。

    发布时间: 2020-12-09

  • 16. 空间引力波探测望远镜系统技术初步分析
    yanyf@mail.las.ac.cn
    为探测到 0. 1 mHz~1 Hz频段的引力波,天琴、LISA、太极等空间引力波探测器编队 (或星座) 需在几十万到几百万公里量级的臂长上,实现pm级精度的测量。因此直接作为星间干涉测量光路一部分的望远镜面临巨大的技术挑战。空间引力波探测望远镜有超高精度和超高稳定性的特点。本文以LISA引力波探测器望远镜为研究对象,根据星间激光干涉测量核心指标10 pm/ Hz1/2@0. 1 mHz~1 Hz的要求和引力波探测的实际需求,分析了望远镜的光学设计方案。在设计基础上,就材料选择、光学加工、装调及杂散光抑制等方面进行了分析和探讨,为后续望远镜的研制提供了参考依据。

    发布时间: 2021-03-17

  • 17. 面向空间引力波探测任务的微推进技术研究进展
    yanyf@mail.las.ac.cn
    微推力器是实现空间引力波探测中无拖曳控制任务的关键。本文在分析空间引力波探测无拖曳控制系统对微推力器要求基础上,通过微推进技术原理开展分析,梳理出了满足要求的微推力器,包括冷气推力器、波电离离子推力器、会切磁场型霍尔推力器和场致发射推力器4种备选方案,并介绍了4种推力器以及基于推力器的无拖曳控制国内外相关研究现状。在此基础上,本文介绍了天琴计划开展以来针对这几种微推力器的研制进展,并对后续应用于引力波探测的微推进技术研究方向进行展望。

    发布时间: 2021-03-17

  • 18. 深度学习在引力波探测中的应用综述
    zmygw
    引力波探测是现代科技史上的重要事件。随着引力波探测技术的发展,传统的匹配滤波方法逐渐不符合现代引力波探测的要求,因此寻找新的探测方法势在必行。本文回顾了引力波探测的主要研究成果,分析了深度学习方法在引力波探测中的应用潜力。在引力波信号检测方法中,引入卷积神经网络(CNN)模型的深度滤波方法获得了不低于匹配滤波的识别正确率和大幅提升的处理速度。在进行引力探测数据分析、对信号中的噪声进行识别与分类时,深度学习方法也有着优秀的表现。最后,介绍了利用卷积神经网络实现引力波识别的具体流程。

    发布时间: 2020-12-20

  • 19. 引力波数据再次高精度验证弱等效原理——上海天文台科研人员在引力理论检验领域取得新进展
    zmygw
    相传约400年前,伽利略在比萨斜塔上扔下质量不等的两个球,向世人宣告,物体下落的加速度和物体的组成、质量无关。虽然现有材料基本证实,当初伽利略使用的是通过计算和推演来证明结论的思想实验,但这并无损于伽利略的伟大。因为他提出的这一新概念具有划时代的意义。如今,这个被称为“等效原理”的物理原理是广义相对论的基石。科学家在地球上的实验室、在近地空间、太阳系内的实验数据等不断地刷新着等效原理的检验精度。新的天文现象如伽马暴、快速射电暴等,也在宇宙学尺度上检验着等效原理。   近日,上海天文台韩文标课题组成员利用LIGO-Virgo合作组织公布的引力波事件数据,在已有引力波波形模板的基础上增加了关于弱等效原理的修正项,对弱等效原理进行了高精度的检验。目前该工作已经发表在英国《皇家天文学会月报快报》上。   等效原理分为弱等效原理(weak equivalence principle; WEP)、爱因斯坦等效原理和强等效原理。弱等效原理是现有引力理论的基石。在局域尺度上,人们已经通过各种实验在较高的精度上验证了弱等效原理。而在星系尺度上,则可以通过比较某个天体源发出的不同粒子的到达时刻来检验弱等效原理。   由大质量星系引起的引力时延与γ + 1 成正比,这里的γ是一个参数化后牛顿参数,在广义相对论下γ= 1。如果弱等效原理不成立时,不同粒子的γ值应有所不同,所以人们用Δ γ来表示对弱等效原理的偏离程度,将其作为等效原理检验中的一个指标,Δ γ=0代表弱等效原理成立的情况。到目前为止,人们已经利用伽玛射线暴、快速射电暴等对|Δ γ|进行了限制,给出了|Δ γ|的上限。之前有研究工作初步地使用引力波事件GW150914的观测结果,对|Δ γ|给出了10-9 的上限。

    发布时间: 2020-12-02

  • 20. “太极一号”第一阶段在轨测试任务完成中国迈出空间引力波探测第一步
    zmygw
    中国科学院空间科学(二期)战略性先导科技专项首发星——微重力技术实验卫星在酒泉卫星发射中心成功发射。9月20日,中国科学院宣布,卫星在轨测试正在按计划有序开展,卫星状态正常,各项测试结果正常,第一阶段在轨测试任务顺利完成。作为我国首颗空间引力波探测技术实验卫星,该卫星被正式命名为"太极一号"。

    发布时间: 2020-12-07

  • 21. 上海天文台和紫金山天文台联合研制 促成德令哈青海观测站1.2米望远镜实现亚厘米精度同步卫星激光测距
    yanyf@mail.las.ac.cn
    针对中国激光测距网在西部地区缺少观测台站的现状,在中国科学院空间目标与碎片观测重点实验室支持下,中国科学院上海天文台和紫金山天文台联合对位于海拔3200米德令哈青海观测站1.2米量子通信光学望远镜开展改造,以实现卫星和空间碎片高精度激光测距任务。   项目团组通过研制激光接收终端、激光发射系统、测量控制单元及望远镜光机械接口部分改造等,在克服疫情、高原等影响,经过数月安装调试,2020年9月28日首次成功实现对低轨到同步轨道带有合作目标卫星激光观测,最远测量距离超过四万公里,测距精度优于1厘米。目前该系统已具备了对合作目标开展常规观测能力。   由于该望远镜口径大,台站天气透明度好,激光信号回波率非常高,是一个很适合开展卫星激光观测台站。根据后续发展需求,适时将该系统加入到中国卫星激光测距网和申请为国际激光测距网联合观测台站,届时将显著增强中国激光测距网观测能力和目标覆盖范围,也有望成为国际上最好的卫星测距台站之一。   基于合作目标激光测量基础,后续将进行空间碎片目标激光观测,以填补我国西部地区空间碎片激光探测技术及台站空白,为实验室空间目标高精度探测提供优良观测平台,支持实验室高精度测量关键技术发展,提升空间目标定轨预报精度,开展空间目标旋转变化规律等研究。   此工作得到了中国科技大学和中国科学院光电研究所大力支持。

    发布时间: 2020-12-02

  • 22. 星间激光干涉测量技术
    zmygw
    近年来迅速发展的空间引力波探测、卫星重力测量、深空探测等空间任务需求,对超远距离、超高精度星间激光干涉测量技术提出了极具挑战性的技术要求。在典型的空间引力波探测中,要求在百万千米(109m)距离上达到皮米(10-12m)量级的激光干涉测量精度。本文根据空间任务中对星间激光干涉测量的需求,介绍了星间激光干涉测量系统的总体构成,并讨论了测量系统中的各项关键技术:空间应用型激光器技术、超稳光学平台、稳频技术、精密相位测量与超低功率弱光锁相技术、星间激光快速捕获、跟踪与超精密光束指向测控技术等,以及目前的技术发展现状。星间激光干涉测量技术能力的提高,将能够满足更广泛的空间任务需求并大幅推进空间任务的进一步发展。

    发布时间: 2021-01-23

  • 23. 2020年度诺贝尔物理学奖:理解宇宙最暗处的秘密
    zmygw
    2020年诺贝尔物理学奖授予黑洞研究领域,其中一半授予罗杰·彭罗斯(Roger Penrose),以表彰他在黑洞形成理论方面的研究工作,另一半则联合授予莱因哈德·根泽尔(Reinhard Genzel)和安德里亚·格兹(Andrea Ghez),以表彰他们在银河系中心超大致密物体质量测量方面的研究。文章介绍黑洞的研究历史和现状、三位学者的贡献以及现代黑洞天体物理研究的一些最新进展和展望。

    发布时间: 2020-12-28

  • 24. 我国成功发射引力波暴高能电磁对应体全天监测器(怀柔一号)空间科学卫星
    zmygw
    12月10日4时14分,我国在西昌卫星发射中心用长征十一号遥九固体运载火箭将引力波暴高能电磁对应体全天监测器(Gravitational wave high-energy Electromagnetic Counterpart All-sky Monitor,简称GECAM)卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。   GECAM由中国科学院空间科学(二期)先导专项部署,2颗小卫星采用共轭轨道的星座布局,将对引力波伽马暴、快速射电暴高能辐射,特殊伽马暴和磁星爆发等高能天体爆发现象进行全天监测,推动破解黑洞、中子星等致密天体的形成和演化,以及双致密星并合之谜。此外,GECAM还将探测太阳耀斑、地球伽马闪和地球电子束等日地空间高能辐射现象,为进一步研究其物理机制提供科学观测数据。   作为北京怀柔综合性国家科学中心空间科学实验室挂牌后发射的首颗科学卫星,中国科学院与北京市政府共同将GECAM卫星命名为“怀柔一号”。为利于科学传播,GECAM昵称为“极目”,两颗卫星“小极”和“小目”分布于地球两侧,形成两“极”之势,犹如二“目”,将对黑洞、中子星等极端天体的剧烈爆发现象进行观测,快速下传并发布观测警报, 引导国内外科学家利用各类望远镜进行后随观测。   GECAM工程任务由中国科学院负责组织实施,国家空间科学中心负责工程大总体和地面支撑系统的研制建设,微小卫星创新研究院负责卫星系统研制,高能物理研究所为任务科学目标提出单位并负责卫星有效载荷、科学应用系统研制建设,空天信息创新研究院负责科学数据的地面接收。测控系统由中国西安卫星测控中心负责。   用于这次发射任务的运载火箭由中国航天科技集团有限公司第一研究院(中国运载火箭技术研究院)研制生产,此次任务是长征十一号固体运载火箭的第11次飞行任务。   空间科学战略性先导科技专项是中国科学院“率先行动”计划的重要组成部分,专项一期部署发射了“悟空”“墨子”“慧眼”“实践十号”等科学卫星,作为建设科技强国的标志性成果,先后多次入选习近平主席新年贺词。2019年8月31日,专项二期首颗技术验证卫星——微重力技术实验卫星“太极一号”成功发射,迈出我国空间引力波探测奠基性的第一步。除“太极一号”和GECAM卫星外,专项二期还部署了先进天基太阳天文台(ASO-S)、爱因斯坦探针(EP)和太阳风-磁层相互作用全景成像卫星(SMILE)等空间科学卫星计划,将在未来3至4年内陆续发射,有望在太阳爆发活动、时域天文学、日地关系等方面取得重大原创性成果。

    发布时间: 2020-12-15

  • 25. LIGO/Virgo O3前半观测最新结果网络研讨会
    zmygw
    自2015年9月以来,LIGO /Virgo已检测到50次引力波,其中包括O3测量到的39次引力波。在2020年11月19日,LVK将举办一个在线网络研讨会,展示新论文的结果:“从第二个LIGO-Virgo引力波瞬态目录中对广义相对论与双黑洞的测试”。网络研讨会对所有人开放。注册参加网络会议,会议结束后将提供会议记录。这是每周一次简短网络研讨会的第三次,这次研讨会将展示GWTC-2论文的结果。

    发布时间: 2020-12-02

  • 26. 云南天文台在耀变体光变性研究中取得新进展
    yanyf@mail.las.ac.cn
    10月9日,国际天体物理学杂志 The Astrophysical Journal 在线发表了中国科学院云南天文台博士研究生封海成、研究员刘洪涛与合作者的研究成果。该研究依托丽江天文观测站2.4米望远镜,通过光谱观测开展了耀变体光变与颜色变化的研究。TeV伽马射线耀变体S5 0716+714在其高态期间,观测发现了变亮变蓝(BWB)现象,颜色与亮度、颜色变化率与亮度变化率之间强相关,颜色变化比亮度变化超前。   耀变体是一类相对论喷流与视线夹角比较小的活动星系核。BWB在颜色亮度图上表现为一种相关性,可能产生于喷流中的激波物理过程,也可能与激波后的湍流等物理过程有关。其他研究小组的很多观测研究并未发现耀变体有这种相关性或者相关性很弱。   封海成等人利用丽江2.4米望远镜,在2019年9月到2020年3月期间,成功地对S5 0716+714进行了106次分光观测(Epoch2)。经过细致的数据分析,包括数据预处理、光谱定标及光谱拟合,他们测得了相应物理量的时间序列。   S5 0716+714在颜色—亮度图、亮度变化率—颜色变化率图上,高态(Epoch2)与低态(Epoch1)光谱变化的BWB趋势明显不同(图1);在亮度相对变化率—颜色变化率图上,两者基本相同(图2),表明不同亮度状态下的主要光变机制是相同的。发现了亮度依赖的BWB趋势,最亮时可能达到了饱和状态。   表面上,BWB趋势依赖于观测频率范围相对于同步辐射峰值频率的位置;实际上,可能是辐射区的电子平均能量和磁场的变化控制着BWB趋势。电子能量依赖的加速概率机制、随机加速机制能够产生对数抛物线同步辐射能谱,这些同步能谱成功地再现了颜色—亮度图上的观测数据分布。   这些新发现可以使我们更好地理解耀变体中的辐射机制及光变机制。   该研究得到国家自然科学基金、中国科学院重点研究项目、中国科学技术部、中国科学院跨学科创新团队项目、中国科学院天文学联合基金、中国科学院天体结构与演化重点实验室的资助。

    发布时间: 2020-12-02

  • 27. 空间引力波望远镜主反射镜系统的结构设计优化
    yanyf@mail.las.ac.cn
    针对空间引力波望远镜主反射镜系统的结构及支撑组件进行了设计与优化。主反射镜运用了侧面 3 点支撑对镜体进行约束,并对支撑点的选取与布局进行了研究。反射镜采用能够实现较大弯曲刚度的背部钻孔式半封闭构型,通过有限元计算结合多目标遗传算法对反射镜轻量化结构进行了参数优化,在不降低面形精度的条件下使镜体结构轻量化率达到 74%。设计了一种由两个无阻隔串联式柔度单元组合而成的可调节双轴连杆型 Bipod 柔性铰链结构,其可对反射镜面形误差进行补偿。建立了柔性铰链并联机构作用于反射镜的数学模型,对其进行了基于MATLAB 的参数取值分析,并通过有限元方法完成了对参数取值的修正。最后进行了空间热载荷条件下的反射镜面形分析,结果表明反射镜面形误差优于 λ/60,满足设计要求。

    发布时间: 2021-03-17

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