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關(guān)于引力波，“中國天眼”獲重大突破

2023-06-29 20:58:08來源： 科技日報

(相關(guān)資料圖)

◎ 科技日報記者劉垠陸成寬

“中國天眼”（FAST）再度迎來重大突破。利用FAST觀測數(shù)據(jù)，我國脈沖星測時陣列（CPTA）研究團隊發(fā)現(xiàn)納赫茲引力波存在的關(guān)鍵證據(jù)，表明我國納赫茲引力波研究與國際同步達到領(lǐng)先水平。相關(guān)研究成果6月29日在線發(fā)表于《天文與天體物理研究》。

納赫茲引力波是一種頻率很低的引力波。探測納赫茲引力波有助于天文學(xué)家理解宇宙結(jié)構(gòu)的起源，洞察宇宙中最大質(zhì)量的天體即超大質(zhì)量黑洞的增長、演化及并合過程。

當(dāng)前，納赫茲引力波研究已經(jīng)成為物理和天文領(lǐng)域國際競賽的焦點之一。理論預(yù)言，納赫茲引力波主要由超大質(zhì)量黑洞并合產(chǎn)生。北美納赫茲引力波天文臺、歐洲脈沖星測時陣列和澳大利亞帕克斯脈沖星測時陣列分別開展了長達20年的納赫茲引力波搜尋。

然而，由于納赫茲引力波頻率極低、周期長達數(shù)年，其波長可達數(shù)光年，對它的探測極具挑戰(zhàn)性。利用大型射電望遠鏡對一批自轉(zhuǎn)極其規(guī)律的毫秒脈沖星進行長期測時觀測，是納赫茲引力波目前已知的唯一探測手段。

“利用FAST，我們對57顆毫秒脈沖星開展了長期系統(tǒng)性監(jiān)測，同時將這些毫秒脈沖星組成了銀河系尺度大小的引力波探測器，以搜尋納赫茲引力波?！闭撐耐ㄓ嵶髡摺⒅锌圃簢姨煳呐_/北京大學(xué)研究員李柯伽說，功夫不負有心人，深入分析FAST收集的3年5個月的數(shù)據(jù)之后，CPTA團隊找到了納赫茲引力波存在的關(guān)鍵證據(jù)。

不過，限于觀測時間較短，研究人員暫時還無法確定納赫茲引力波的主要物理來源。

值得一提的是，歐洲脈沖星測時陣列-印度脈沖星測時陣列、北美納赫茲引力波天文臺和澳大利亞帕克斯脈沖星測時陣列等脈沖星測時陣列合作組也在同一時間宣布了相似的結(jié)果。“4個國際團隊分別獨立獲得納赫茲引力波存在的關(guān)鍵證據(jù)，這使得研究結(jié)果可以相互印證，進一步提高了這一成果的準確性?！崩羁沦ふf。

北京大學(xué)講席教授、美國藝術(shù)與科學(xué)院院士何子山認為，這一重大科學(xué)突破對星系演化和超大質(zhì)量黑洞研究具有深遠影響，也為引力波天體物理學(xué)打開了全新的窗口。

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