◎ 科技日?qǐng)?bào)記者劉垠 陸成寬

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“中國(guó)天眼”（FAST）再度迎來(lái)重大突破。利用FAST觀測(cè)數(shù)據(jù)，我國(guó)脈沖星測(cè)時(shí)陣列（CPTA）研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)納赫茲引力波存在的關(guān)鍵證據(jù)，表明我國(guó)納赫茲引力波研究與國(guó)際同步達(dá)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(cè)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(zhǎng)、演化及并合過(guò)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(guó)際競(jìng)賽的焦點(diǎn)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(tái)、歐洲脈沖星測(cè)時(shí)陣列和澳大利亞帕克斯脈沖星測(cè)時(shí)陣列分別開(kāi)展了長(zhǎng)達(dá)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(zhǎng)達(dá)數(shù)年，其波長(zhǎng)可達(dá)數(shù)光年，對(duì)它的探測(cè)極具挑戰(zhàn)性。利用大型射電望遠(yuǎn)鏡對(duì)一批自轉(zhuǎn)極其規(guī)律的毫秒脈沖星進(jìn)行長(zhǎng)期測(cè)時(shí)觀測(cè)，是納赫茲引力波目前已知的唯一探測(cè)手段。

“利用FAST，我們對(duì)57顆毫秒脈沖星開(kāi)展了長(zhǎng)期系統(tǒng)性監(jiān)測(cè)，同時(shí)將這些毫秒脈沖星組成了銀河系尺度大小的引力波探測(cè)器，以搜尋納赫茲引力波。”論文通訊作者、中科院國(guó)家天文臺(tái)/北京大學(xué)研究員李柯伽說(shuō)，功夫不負(fù)有心人，深入分析FAST收集的3年5個(gè)月的數(shù)據(jù)之后，CPTA團(tuán)隊(duì)找到了納赫茲引力波存在的關(guān)鍵證據(jù)。

不過(guò)，限于觀測(cè)時(shí)間較短，研究人員暫時(shí)還無(wú)法確定納赫茲引力波的主要物理來(lái)源。

值得一提的是，歐洲脈沖星測(cè)時(shí)陣列-印度脈沖星測(cè)時(shí)陣列、北美納赫茲引力波天文臺(tái)和澳大利亞帕克斯脈沖星測(cè)時(shí)陣列等脈沖星測(cè)時(shí)陣列合作組也在同一時(shí)間宣布了相似的結(jié)果。“4個(gè)國(guó)際團(tuán)隊(duì)分別獨(dú)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(jìn)一步提高了這一成果的準(zhǔn)確性。”李柯伽說(shuō)。

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

來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)