LIGO开始第三轮探测运行：或新发现两个引力波信号

LIGO由两个相距约3000公里的巨型探测器组成，一个在路易斯安那州的利文斯顿，另一个在华盛顿州的汉福德(如图)

在华盛顿州的汉福德，LIGO的工程师们正在为先进LIGO的第三次观测行动做准备

据外国媒体报道，在升级后的第三个观测周期的两周内，意大利的LIGO和处女座干涉仪探测到两个可能的引力波信号。这两个信号被认为来自同一对黑洞的合并。引力波是由剧烈的天文事件引起的时空波动，最初是由爱因斯坦的广义相对论预测的。

LIGO在其第一次公开警告中宣布发现了第一个新的引力波信号，然后发布了第二次警告。这两个引力波事件可能起源于两个黑洞的碰撞。LIGO于2015年9月首次探测到引力波，并于2016年2月宣布了这一发现。在接下来的三年里，科学家们已经探测到了十几个引力波信号。随着LIGO和处女座的升级完成，科学家希望每周最多能探测到一个引力波信号。到目前为止，检测结果符合这一预期。新一轮的观测被称为“O3”，将持续大约一年。

过去几个月的升级使LIGO捕捉引力波信号的灵敏度比前一次提高了40%，而处女座的灵敏度自上次运行以来几乎翻了一番。此外，在这一轮(第三轮)，LIGO和处女座已经过渡到一个新的系统。在这个系统中，他们几乎可以立即向天文团体发送潜在引力波探测结果的预测。这使得电磁望远镜(包括x光、紫外线、光学和射电望远镜)能够搜索并有希望找到来自同一来源的电磁信号，这对于理解引力波事件的动力学至关重要。

在这次探测中，由物理学、天文学和天体物理学助理教授查德·汉纳领导的宾夕法尼亚州立大学LIGO科学家小组发挥了关键作用。

“宾夕法尼亚州立大学的研究人员是LIGO科学团队的一员。他们几乎实时分析数据，”LIGO团队成员、宾夕法尼亚州立大学物理学研究生科迪·梅西克说。“我们不断将这些数据与数千个可能的引力波进行比较，并尽快将任何重要的候选引力波上传到数据库。虽然几个不同的小组正在进行类似的分析，但宾夕法尼亚州立大学小组在分析后上传的候选信号包括这两个公共检测结果。”

在过去的九个月里，梅西克一直在努力确保上传的候选引力波信号包含所有探测器在探测过程中运行的信息，即使其中一个探测器的信号异常安静。这有助于定位信号，并且可以将信号源的预测天空面积减少一个数量级以上。所有LIGO公共警报将包括一张天空地图，显示可能的来源位置、事件发生的时间以及可能的事件类型。

“这几乎是对两个黑洞之间可能的碰撞产生的引力波的实时探测，”宾夕法尼亚州立大学物理学研究生、LIGO团队成员瑞安·麦咭说。“我们在到达地球的20秒内探测到了第一个信号。当识别出重要的候选信号时，我们可以设置自动报警器来接收电话和短信。我以为我会首先接到一个垃圾电话！”

探测到的引力波信号源所在的天空区域。该区域横跨387平方度，相当于2000个满月，风穿过北半球的仙后座、天蝎座、仙女座和仙王座。

2019年探测到的引力波信号源所在的天空区域。该区域跨度为387平方度，相当于2000个满月，并大致穿过天空区域，2019年4月8日仙后座、天蝎座、仙女座和仙王座在北半球的天空中探测到引力波信号源。该区域横跨387平方度，相当于2000个满月，风穿过北半球的仙后座、天蝎座、仙女座和仙王座。

据推测，这两个引力波信号的来源是致密的双星的合并——两个巨大而极其致密的天体相互碰撞。致密双星的合并可能发生在两颗中子星、两个黑洞或一颗中子星和一个黑洞之间。不同类型的合并将产生不同的引力波信号，从而使LIGO团队能够识别产生引力波的事件类型。

“随着LIGO的更新，我想看到更多的信号，”瑞安·玛吉说。“我真的很想看到中子星和黑洞的合并，这还没有被发现。”黑洞-中子星合并比黑洞-黑洞、中子星-中子星合并更罕见。这也是科学家们非常期待的科学发现。其极端性仍在激烈讨论中。

LIGO由两个相距约3000公里的巨型探测器组成，一个在路易斯安那州的利文斯顿，另一个在华盛顿州的汉福德。意大利的处女座引力波天文台也探测到了两个探测器发现的引力波信号，并立即将其公之于众。

“这是LIGO第一次自动和即时披露检测结果，”宾夕法尼亚州立大学物理学博士后、LIGO团队成员苏拉比·萨克德夫说。“这是LIGO从这一轮检测中得出的新操作策略。引力波事件将被自动和立即披露。人工审核后，相关的确认或撤销决定将在数小时内发布。”