多信使天文学

多信使天文学是基于针对各种不同的“信使”(messenger)信号的、相互协作的天文观测和解释的一种天文学。行星际探测器可以造访太阳系内的天体,但是如果超出了这个范围之外,那么信息就只能依赖“系外信使”了。四种系外信使包括:电磁辐射引力波中微子,以及宇宙射线。它们是由不同的天体物理过程产生的,因此揭示了有关产生这些现象的源头的不同的信息。

一般认为,太阳圈(日球层)以外的主要的多信使源主要包括致密双星(黑洞中子星)、超新星、不规则中子星、伽马射线暴活动星系核相对论性喷流[1][2][3]。下表列出了几种不同类型的事件,以及预期的信使。

如果发现了某种信使而没有同时发现另一种,也会揭示一些信息[4]

事件类型 电磁辐射 宇宙射线 引力波 中微子 事件举例
太阳耀斑 - - SOL1942-02-28[5]
超新星 - 预测[6] SN1987A
中子星合并 - 预测[7] GW170817
耀变体 - - TXS 0506+056

观测网络编辑

1999年在布鲁克黑文国家实验室建立的、并从2005年开始自动运行的“超新星早期预警系统”(SNEWS),结合了多重中微子探测器来产生超新星告警。

2013年建立的天体物理学多信使天文台网络(AMON)[8][9],是一个更大并更具雄心的项目,目的是为早期观测的数据分享提供便利,并鼓励对“亚阈值”事件进行搜寻——这些事件对于任何单个设备来说都不易察觉。该网络的总部位于宾夕法尼亚州立大学。

里程碑编辑


参考文献编辑

  1. ^ Bartos, Imre; Kowalski, Marek. 多信使天文学. IOP Publishing. 2017. ISBN 978-0-7503-1369-8. doi:10.1088/978-0-7503-1369-8. 
  2. ^ Franckowiak, Anna. 关于中微子的多信使天文学. 物理学杂志:会议系列. 2017, 888 (12009): 012009. doi:10.1088/1742-6596/888/1/012009. 
  3. ^ Branchesi, Marica. 多信使天文学:引力波、中微子、光子和宇宙射线. 物理学杂志:会议系列. 2016, 718 (22004): 022004. doi:10.1088/1742-6596/718/2/022004. 
  4. ^ Abadie, J. LIGO观测到的GRB 051103的发射源揭示了什么. 天文物理期刊. 2012, 755 (1): 2. Bibcode:2012ApJ...755....2A. arXiv:1201.4413. doi:10.1088/0004-637X/755/1/2. 
  5. ^ 5.0 5.1 Spurio, Maurizio. 粒子和天体物理学:一种多信使的途径. 天文和天体物理学图书馆. Springer. 2015: 46. ISBN 978-3-319-08050-5. doi:10.1007/978-3-319-08051-2. 
  6. ^ 超新星理论组: 核心坍缩超新星引力波信号目录
  7. ^ 在一起双中子星合并事件中未发现中微子发射. 2017年10月16 [2018年07月20]. 
  8. ^ AMON官方网站
  9. ^ Smith, M.W.E.; 等. 天体物理学多信使天文台网络(AMON) (PDF). 天体粒子物理学. 2013年05月, 45: 56–70. Bibcode:2013APh....45...56S. arXiv:1211.5602. doi:10.1016/j.astropartphys.2013.03.003. hdl:2060/20140006956. 
  10. ^ Landau, Elizabeth; Chou, Felicia; Washington, Dewayne; Porter, Molly. NASA的任务捕捉到了来自一个引力波事件的第一束光线. NASA. 2017年10月17日 [17 October 2017]. 
  11. ^ Albert, A. 通过ANTARES、冰立方、皮埃尔·俄歇天文台,搜寻来自双中子星合并事件GW170817的高能中微子. 天体物理期刊. 2017年10月16日, 850 (2): L35. arXiv:1710.05839. doi:10.3847/2041-8213/aa9aed. 
  12. ^ Haggard, Daryl; Ruan, John J.; Nynka, Melania; Kalogera, Vicky; Evans, Phil. LIGO/Virgo GW170817: 来自GW170817/GRB170817A/SSS17a的亮度增加的X射线放射 - ATel #11041. 天文学家电讯. December 9, 2017 [2017年12月09日]. 
  13. ^ Margutti, R.; Fong, W.; Eftekharl, T.; Alexander, E.; Chornock, R. LIGO/Virgo GW170817: 从合并事件开始,钱德拉X射线望远镜观测到108天的观测对象的亮度增加 - ATel #11037. 天文学家电讯. 2017年12月07日 [2017年12月09日]. 
  14. ^ Finkbeiner, A. 多信使天文学的新纪元. 科学美国人. 2017-09-22, 318 (5): 36–41. PMID 29672499. doi:10.1038/scientificamerican0518-36. 
  15. ^ https://gcn.gsfc.nasa.gov/gcn/gcn3/21916.gcn3
  16. ^ Cleary, D. 极地冰雪中的迎客者通过新的观测宇宙的方式发现了幽灵粒子. 科学. 2018-07-12. doi:10.1126/science.aau7505. 
  17. ^ IceCube Collaboration. 在冰立方-170922A预警发生之前出现的来自耀变体TXS 0506+056方向的中微子放射. 科学. 2018-07-12, 361 (6398): 147–151. PMID 30002248. arXiv:1807.08794. doi:10.1126/science.aat2890. 
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  19. ^ 2018年07月16日; 11:15 UT. ATel #10817: MAGIC首次发现甚高能量(VHE)伽马射线,来源方向与近期的极高能量(EHE)中微子事件“冰立方-170922A”一致. Astronomerstelegram.org. [2018-07-16]. 
  20. ^ 20.0 20.1 Aartsen. 对一个与高能中微子事件冰立方-170922A同时发生的喷发耀变体的多信使观测. 科学. 2018年07月12日, 361 (6398): eaat1378. PMID 30002226. arXiv:1807.08816. doi:10.1126/science.aat1378. 
  21. ^ De Angelis, Alessandro; Pimenta, Mario. 粒子和天体粒子物理学介绍(多信使天文学及其粒子物理学基础). Springer. 2018. ISBN 978-3-319-78181-5. doi:10.1007/978-3-319-78181-5. 
  22. ^ Aartsen. 在冰立方170922A事件之前的、来自耀变体TXS 0506+056的中微子放射. 科学. 2018年07月12日, 361 (6398): 147–151. PMID 30002248. doi:10.1126/science.aat2890. 
  23. ^ Overbye, Dennis. 它来自一个黑洞,现在在南极登陆:天文学家们有史以来第一次通过宇宙中微子追寻到一个超大质量耀变体的火光四射的心脏. 纽约时报. 2018年07月12日 [2018年07月13日]. 
  24. ^ 撞向南极的中微子被追溯到37亿光年之外的地方. 卫报. 2018年07月12日 [2018年07月12日]. 
  25. ^ 宇宙“幽灵”粒子的来源被揭开. 英国广播公司. 2018年07月12日 [2018年07月12日]. 

外部链接编辑