有史以来，人类次同时观测到来自同一个天文事件的引力波与电磁波。

次发现双中子星引力波

人类次看到引力波体的电磁信号

这个被命名为GW170817的引力波信号于2017年8月17日晚上8时41分（北京时间）被观测到。这一事件发生在LIGO-Virgo次联合探测到双黑洞并合之后仅仅三天。这次观测由两个相同的LIGO探测器完成，它们一个位于美国华盛顿州的汉福德，另一个位于路易斯安那州的利文斯顿。由位于意大利比萨附近的Virgo探测器提供的信息可以提升引力波事件的空间定位能力。

图1： 这些图显示了GW170817信号在每个LIGO和Virgo探测器中的频谱。水平轴是时间，竖直轴是频率。信号从左侧靠低处开始，提升至右侧的陡峭曲线。

“双中子星并合”

被认为是引力波观测的要目标

这一次的引力波由长蛇座中星系NGC 4993的两颗中子星并合所致，中子星是目前已知的小、致密的恒星，是大质量恒星在演化的后阶段经过超新星爆发形成的。双中子星系统可以通过万有引力作用相互吸引和旋进，并发出引力波。在终并合前的100秒以内发出的引力波信号正好位于激光干涉仪的灵敏频段内，因此有机会被观测到。同时，中子星并合以后还会发出短伽玛射线暴，该信号在引力波到达地球2秒钟之后也被观测到。

图2：长蛇座的NGC 4993星系（模糊的亮点）

图3：艺术家关于两个并合中的中子星的想象。窄束代表着伽玛暴，而扭曲的时空网格标志着由并合产生的各向同性的引力波。旋转的物质团块是从并合的双星中抛射出的物质，可能导致了较低能量的电磁信号源。（来源：科学基金会/LIGO/索诺马州立大学/A. Simonnet。）

双中子星并合的引力波信号一直是引力波天文学家们所期望的。中子星的想法初是在80多年前的1934年提出的，经过33年之后，才次被观测到。1967年，天蝎座X-1的X射线辐射被证实来自一个中子星，而在同一年，个射电脉冲星被发现，从那时起，一些双中子星系统也陆续被发现。双中子星为广义相对论提供了强的观测检验，也成为支持引力波存在的个坚定证据，随着中子星在中越来越常见，在LIGO发展的早期，双中子星并合被认为是引力波观测的要目标。

图4：显示由LIGO和Virgo推定的GW170817位置。两个椭圆（蓝色和绿色）分别显示了两种不同LIGO分析代码得出的定位。十字符号显示了天蛇座中NGC 4993星系的位置。右侧底部的图显示了科学家通过分析引力波估算出的到源的距离。

之前LIGO和Virgo探测到4次来自双黑洞的引力波信号，在LIGO探测器的敏感频段内只能持续不到一秒的时间，然而，在8月17日探测到的这个信号持续了100秒，并且扫过了LIGO的整个灵敏频段——这个频段与一个普通乐器能产生的声波频段几乎相同。数据表明这是两个距离地球1.3亿光年的天体相互旋进而产生的信号，质量也没有双黑洞大，相反，这两个相互旋进的天体的质量估计为1.1~1.6倍太阳质量，恰好是中子星的质量范围。

人类次看到引力波体的电磁信号

这次的发现打开了等待已久的多信使天文学的新窗口，就在 GW170817引力波信号到达之后不到两秒的时间内，NASA的费米卫星就探测到了一个伽玛射线暴，命名为GRB170817A。随即，全各地的望远镜都开始了忙碌的观测。在接下来的几个星期内，天文学家在光谱不同波段上都投入了观测设备，这些观测都验证了这一假设：NGC4993中的两个中子星并合，同时产生了引力波、短伽玛暴和千新星。在2015年以前，引力波的观测是缺席的；2015年到不久前，探测到的引力波事件都是双黑洞并合，没有令人信服的电磁波对应物被探测到，这次的引力波探测次实现了引力波与电磁波各波段的联合观测。

图5： 引力波、伽马射线和可见光的位置。左边的小格子展示了90%置信区间投影区域，分别来自LIGO（浅绿色），LIGO-Virgo（深绿色），来自费米与INTEGRAL时间延迟得到的三角定位（浅蓝色），费米GBM（深蓝色）。放大图展示了宿主星系NGC4993的位置，包括了来自并合后10.9小时的Swope光学发现图片（右上方）与在并合20.5天前的图片（右下方）。

有史以来，人类次同时观测到来自同一个天文事件的引力波与电磁波，两者的协同观测，展示了联合引力波、电磁波和中微子的不同研究团队之间合作的重要性，标志着多信使天文学与时域天文学的新时代就此开启。