多信使天文学：修订间差异

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'''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。
'''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]]和[[中子星]]）、[[超新星]]、不规则中子星、[[伽玛射线暴|伽马射线暴]]、[[活动星系核]]、[[相对论性喷流]]。下表列出了几种不同类型的事件，以及预期的信使。
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]]和[[中子星]]）、[[超新星]]、不规则中子星、[[伽玛射线暴|伽马射线暴]]、[[活动星系核]]、[[相对论性喷流]]<ref>{{cite book|last1=Bartos|first1=Imre|last2=Kowalski|first2=Marek|title=多信使天文学|year=2017|publisher=IOP Publishing|doi=10.1088/978-0-7503-1369-8|isbn=978-0-7503-1369-8}}</ref><ref>{{cite journal|title=关于中微子的多信使天文学|first=Anna|last=Franckowiak|journal=物理学杂志：会议系列|volume=888|issue=12009|page=012009|doi=10.1088/1742-6596/888/1/012009|year=2017}}
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如果发现了某种信使而没有同时发现另一种，我们也可以从中得到一些信息。
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<ref>{{cite journal|first=J.|last=Abadie|year=2012|title=LIGO观测到的GRB 051103的发射源揭示了什么|journal=天文物理期刊|volume=755|page=2|number=1|doi=10.1088/0004-637X/755/1/2|arxiv=1201.4413|bibcode=2012ApJ...755....2A}}</ref>。
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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。
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），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。
2013年建立的天体物理学多信使天文台网络（AMON）<ref>[http://amon.gravity.psu.edu/ AMON官方网站]</ref><ref>{{cite journal |title=天体物理学多信使天文台网络(AMON) |first1=M.W.E. |last1=Smith |display-authors=etal |journal=天体粒子物理学 |volume=45 |date=2013年05月 |pages=56–70 |doi=10.1016/j.astropartphys.2013.03.003 |url=https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20140006956.pdf|arxiv=1211.5602 |bibcode=2013APh....45...56S |hdl=2060/20140006956 }}</ref>，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 ==
== 里程碑 ==


* '''20世纪40年代'''：一些[[宇宙線|宇宙射线]]被确定为是在[[耀斑|太阳耀斑]]中形成的。
* '''20世纪40年代'''：一些[[宇宙線|宇宙射线]]被确定为是在[[耀斑|太阳耀斑]]中形成的。<ref name="solarflare">{{cite book|title=粒子和天体物理学：一种多信使的途径| first=Maurizio |last=Spurio| year= 2015|publisher=Springer|page=46|isbn=978-3-319-08050-5 |doi=10.1007/978-3-319-08051-2| series=天文和天体物理学图书馆 }}</ref>
* '''1987年'''：超新星[[SN 1987A|SN1987A]]所发射中微子，被神冈[[NDE-Ⅱ]]、[[IMB]]、[[巴克三微中子觀測所|巴克桑中微子天文台]]一同[[SN 1987A|探测到]]——比光学天文望远镜发现该超新星所发出的光要早了好几个小时。
* '''1987年'''：超新星[[SN 1987A|SN1987A]]所发射中微子，被神冈[[NDE-Ⅱ]]、[[IMB]]、[[巴克三微中子觀測所|巴克桑中微子天文台]]一同[[SN 1987A|探测到]]——比光学天文望远镜发现该超新星所发出的光要早了好几个小时。
* '''2017年08月'''： [[NGC 4993]]星系发生了一次[[中子星碰撞|中子星相撞事件]]，产生了引力波信号[[GW170817]]，这个信号被[[LIGO]]/[[室女座干涉儀|Virgo]]协作行动观测到。在1.7秒后，[[费米伽玛射线空间望远镜|费米伽马射线太空望远镜]]和[[国际伽玛射线天体物理实验室]]（INTEGRAL）发现了[[伽马射线暴]]GRB 170817A。11小时后，智利的[[拉斯坎帕纳斯天文台]]发现了光学信号SSS17a，随后，[[哈勃太空望远镜]]和[[暗能量巡天|暗能量相机]]也发现了它。[[尼尔·格雷尔斯雨燕天文台]]发现了紫外线信号，而[[钱德拉X射线天文台]]则发现了X射线信号，[[甚大天线阵|卡尔·G甚大天线阵]]发现了[[射电天文学|射电]]信号，对此次观测进行了补充。这是首次出现的、与相关电磁信号同时被发现的引力波事件，因此对于多信使天文学来说是一个重大突破。而未观测到中微子的原因则被归结为喷发方向极度离轴。在2017年12月09日，天文学家们报告了一个来自GW170817/GRB 170817A/SSS17a方向的X射线发射。
* '''2017年08月'''： [[NGC 4993]]星系发生了一次[[中子星碰撞|中子星相撞事件]]，产生了引力波信号[[GW170817]]，这个信号被[[LIGO]]/[[室女座干涉儀|Virgo]]协作行动观测到。在1.7秒后，[[费米伽玛射线空间望远镜|费米伽马射线太空望远镜]]和[[国际伽玛射线天体物理实验室]]（INTEGRAL）发现了[[伽马射线暴]]GRB 170817A。11小时后，智利的[[拉斯坎帕纳斯天文台]]发现了光学信号SSS17a，随后，[[哈勃太空望远镜]]和[[暗能量巡天|暗能量相机]]也发现了它。[[尼尔·格雷尔斯雨燕天文台]]发现了紫外线信号，而[[钱德拉X射线天文台]]则发现了X射线信号，[[甚大天线阵|卡尔·G甚大天线阵]]发现了[[射电天文学|射电]]信号，对此次观测进行了补充。这是首次出现的、与相关电磁信号同时被发现的引力波事件，因此对于多信使天文学来说是一个重大突破。<ref>{{cite news |last1=Landau |first1=Elizabeth |last2=Chou |first2=Felicia |last3=Washington |first3=Dewayne |last4=Porter |first4=Molly |title=NASA的任务捕捉到了来自一个引力波事件的第一束光线|url=https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=6975 |date=2017年10月17日 |work=[[NASA]] |accessdate=17 October 2017 }}</ref>而未观测到中微子的原因则被归结为喷发方向极度离轴。<ref>{{Cite journal|title=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| journal=天体物理期刊| volume=850| issue=2| pages=L35| last1=Albert|first1=A.|date=2017年10月16日|arxiv=1710.05839| doi=10.3847/2041-8213/aa9aed}}</ref>在2017年12月09日，天文学家们报告了一个来自GW170817/GRB 170817A/SSS17a方向的亮度增加的X射线发射。<ref name="AST-20171209">{{cite news |last1=Haggard |first1=Daryl |last2=Ruan |first2=John J. |last3=Nynka |first3=Melania |last4=Kalogera |first4=Vicky |last5=Evans |first5=Phil |title=LIGO/Virgo GW170817: 来自GW170817/GRB170817A/SSS17a的亮度增加的X射线放射 - ATel #11041 |url=http://www.astronomerstelegram.org/?read=11041 |date=December 9, 2017 |work=[[天文学家电讯]] |accessdate=2017年12月09日 }}</ref><ref name="AST-20171207">{{cite news |last1=Margutti |first1=R. |last2=Fong |first2=W. |last3=Eftekharl |first3=T. |last4=Alexander |first4=E. |last5=Chornock |first5=R. |title=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 |url=http://www.astronomerstelegram.org/?read=11037 |date=2017年12月07日 |work=[[天文学家电讯]] |accessdate=2017年12月09日 }}</ref>
* '''2017年09月''' (2018年07月对外公布)：在9月22日，[[冰立方]]协作组织记录了一起极高能量（约290太电子伏）中微子事件，命名为“冰立方-170922A”。该组织向合作机构发出预警，寻求可能的来源。[[费米伽玛射线空间望远镜|费米大面积望远镜]]（LAT）协作组织发现了大约100兆电子伏的伽马射线，而[[神奇伽馬射線望遠鏡|神奇伽马射线望远镜]]（MAGIC）协作组织则发现了来自耀变体 [[TXS 0506+056]]的介于100~400吉电子伏之间的伽马射线。两起事件分别在9月28日和10月4日被上报，并且被认为与中微子信号的位置一致。这些信号可以被解释为是超高能量的质子在耀变体喷流被加速，产生了中性介子（衰变为伽马射线）和带电介子（衰变为中微子）。这是中微子探测器首次被用于定位天体，并且识别出了一个宇宙射线的源。
* '''2017年09月''' (2018年07月对外公布)：在9月22日，[[冰立方]]协作组织记录了一起极高能量<ref>{{cite journal|title=多信使天文学的新纪元 |volume=318 |issue=5 |pages=36–41 |doi=10.1038/scientificamerican0518-36 |pmid=29672499 |journal=科学美国人 |date=2017-09-22 |last1=Finkbeiner |first1=A. }}</ref>（约290太电子伏）中微子事件，命名为“冰立方-170922A”<ref>https://gcn.gsfc.nasa.gov/gcn/gcn3/21916.gcn3</ref>。该组织向合作机构发出预警，寻求可能的来源。[[费米伽玛射线空间望远镜|费米大面积望远镜]]（LAT）协作组织发现了大约100兆电子伏的伽马射线，而[[神奇伽馬射線望遠鏡|神奇伽马射线望远镜]]（MAGIC）协作组织则发现了来自耀变体 [[TXS 0506+056]]的介于100~400吉电子伏之间的伽马射线。两起事件分别在9月28日和10月4日被上报，并且被认为与中微子信号的位置一致。这些信号可以被解释为是超高能量的质子在耀变体喷流被加速，产生了中性介子（衰变为伽马射线）和带电介子（衰变为中微子）。这是中微子探测器首次被用于定位天体，并且识别出了一个宇宙射线的源。


== 参考文献 ==
== 参考文献 ==
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== 外部链接 ==
== 外部链接 ==

2019年12月20日 (五) 02:40的版本

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（黑洞和中子星）、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 有 有 - - SOL1942-02-28[5]
超新星 有 - 预测[6] 有 SN1987A
中子星合并 有 - 有 预测[7] GW170817
耀变体 有 - - 有 TXS 0506+056

观测网络

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

参考文献

  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 可免费查阅. 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.; et al. 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 可免费查阅. 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 可免费查阅. 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

外部链接

取自“https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=多信使天文学&oldid=57330112”