当地球还处于婴儿时期的时候，一个距离我们37亿光年远的耀变体正处于剧烈的活跃期。在耀变体的中心是一个超大质量黑洞，它喷射出的带有光子和中微子的粒子流，以接近光的速度朝向地球飞驰。经过了漫长岁月的传播，这些高能中微子最终抵达了地球，并于2017年9月，被南极洲的冰立方天文台捕捉到。这让科学家第一次追踪到了高能中微子的源头，解决了困扰天文学家一个世纪之久的谜题。2018年7月12日，科学家宣布了这一发现。
○ 耀变体是一个巨大的椭圆星系，在星系的中心是一个快速旋转的超大质量黑洞。这幅艺术设想图描绘了一个耀变体辐射出了中微子和伽玛射线，被冰立方中微子天文台以及其他地球和空间望远镜探测到。| 图片来源：IceCube/NASA
而就在冰立方天文台（IceCube）探测到高能中微子的前一个月，位于美国和意大利的引力波天文台LIGO和Virgo探测到了爱因斯坦早在一百年前就预言存在的引力波。相比于2015年探测到的由双黑洞合并辐射出的引力波，这次的引力波则是由两颗只有城市大小、但质量却比太阳还大的中子星合并而辐射出来的。而更令人惊喜的是，双中子星合并不仅辐射出了引力波，还释放出了电磁波信号！
○ 2017年10月16日，LIGO宣布了双中子星合并辐射的引力波。就在宣布的那一天，就有84篇相关的科学论文发表。
这两次天文学上的重大发现，掀开了天文学的新篇章——多信使天文学时代的到来。
什么是多信使天文学？
在日常生活中，我们会根据不同的信号来解释周围的世界，比如声波和光（一种电磁波）。每一种信号都可能由不同的“信使”携带。新的信使能带来新的见解。因此，科学家热切地想要怀抱不同的新信使。
过去，天文学家主要依靠单一的信使——电磁辐射传输的信号来对宇宙进行观测。人眼可接收到的电磁辐射，波长大约在380至780纳米之间，称为可见光。波长更长但能量更低的有红外线、微波和无线电波；波长更短但能量更高的有紫外线、X-射线和伽玛射线。当我们通过不同波段的视角去观测宇宙时，观测到的现象也有所不同，这有助于我们获取更全面的信息。
○ 通过不同的波段，我们能够看到在银河系内发生的不同现象。| 图片来源：NASA
除了电磁波之外，科学家也研究其他的信使：
宇宙射线：以接近光速运行的带电高能粒子；
中微子：不带电的粒子，几乎可以穿透任何物体；
引力波：空间和时间的结构中产生的涟漪。
获取“全套感官”
过去，我们只能通过其中的一种信使来研究那些遥远的事件，直到去年，天文学家才能同时在超过一种信使的情况下观测到那些银河系之外的事件。在短短几个月的时间里，天文学家能够拼凑的来自不同信使的信号源翻了一倍。
多信使天文学是天文学自然而然的变迁与进步的结果。科学家需要不同的数据才能更完整的理解宇宙的运作方式，如此才能更好的检验他们所发展出来的理论是否符合观测。
从前，天文学家只能结合不同波长的光子来揭开宇宙的奥秘。例如，在1951年的时候，射电和光学波段数据的结合，就在确定银河系是否为一个螺旋星系中扮演了至关重要的角色。
即使在过去我们只有光子这一个信使的情况下，天文学也在不断地为我们揭示宇宙所蕴含的伟大秘密。因此，如果多信使天文学只是已经成就斐然的天文学史上出现的一个进阶，这是否意味着它也只不过是一个时下流行的新鲜词而已？
天文学家认为，绝对不是这样。
想象一下，你正沿着海边漫步，欣赏着令人难以置信的日落，听着滚滚的海浪，感受着脚下软绵的沙子，闻着空气中咸咸的味道。是这些综合的感官，才给予了你一个更加完整的海边体验。
而多信使天文学就好比让我们把视觉、听觉、触觉和嗅觉都结合起来了一样，让我们用更完整的视角去探索宇宙。
学科间的融合
天文学家和粒子物理学家的文化代表了不同的科学方法。在多信使天文学中，这些文化会相互碰撞。
天文学是一个观测领域，而不是实验。我们研究的是随时间变化（时域天文学）的天体，这意味着，我们通常只拥有一次观测一个短暂的天文事件的机会。
直到最近，大多数时域天文学家都以小组形成工作，同时从事许多项目的研究。他们会利用《天文学家电报》或《伽玛射线协作网络》等资源，就能迅速传达最新结果，甚至还能出现在正式提交科学论文之前，大家就已经知道结果的情况。
由于大多数多信使信号的预期来源都是来自短暂的天文事件，因此除了光子之外，捕捉不同信使的信号也是一项需要付出巨大努力的工作。
粒子物理学家为了解决他们领域的那些最棘手的问题，一直有开展大规模国际合作的传统——大型强制对撞机（LHC）、冰立方中微子天文台（IceCube）和激光干涉引力波天文台（LIGO）都是非常成功的范例。为了实现共同的目标，成百上千的研究人员各司其职，严格地遵循着开放的交流模式。
对多信使源的快速变化作出反应的高需求，以及为捕获多信使信号所需付出巨大的努力，都意味着粒子物理学和天文学必须相互融合，以此激发两种文化的精华。
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○ 2017年9月22日，IceCube向国际天文联合会报告了探测到高能中微子的预警，在地球和太空中的约20个天文台进行了后续观测。文章开头提到的两次重大发现，都是全球协作而取得的惊人成就。| 图片来源：Nicolle R. Fuller/NSF/IceCube
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