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多信使天文学

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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。

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 (IceCube)
活动星系核 可能的 M77[8][9] (IceCube)
潮汐瓦解事件 可能的 可能的 AT2019dsg[10] (IceCube)

AT2019fdr[11] (IceCube)

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(参见中微子天文学)。

2013年建立的天体物理学多信使天文台网络(AMON)[12][13],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. 
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  6. ^ 超新星理论组: 核心坍缩超新星引力波信号目录页面存档备份,存于互联网档案馆
  7. ^ 在一起双中子星合并事件中未发现中微子发射. 2017-10-16 [2018-07-20]. (原始内容存档于2019-03-22). 
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  9. ^ Staff. IceCube neutrinos give us first glimpse into the inner depths of an active galaxy. IceCube. 3 November 2022 [2022-11-23]. (原始内容存档于2023-09-22) (美国英语). 
  10. ^ 10.0 10.1 A tidal disruption event coincident with a high-energy neutrino页面存档备份,存于互联网档案馆) (free preprint页面存档备份,存于互联网档案馆))
  11. ^ Reusch, Simeon; Stein, Robert; Kowalski, Marek; van Velzen, Sjoert; Franckowiak, Anna; Lunardini, Cecilia; Murase, Kohta; Winter, Walter; Miller-Jones, James C. A.; Kasliwal, Mansi M.; Gilfanov, Marat. Candidate Tidal Disruption Event AT2019fdr Coincident with a High-Energy Neutrino. Physical Review Letters. 2022-06-03, 128 (22): 221101. Bibcode:2022PhRvL.128v1101R. PMID 35714251. S2CID 244345574. arXiv:2111.09390可免费查阅. doi:10.1103/PhysRevLett.128.221101. hdl:20.500.11937/90027. 
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外部链接