【天天速看料】中国天眼“看”到纳赫兹引力波
2023-07-02 06:34:34 面包芯语
(资料图片仅供参考)
6月23日拍摄的“中国天眼”全景
引力波是探测宇宙中不发光物质的直接手段，其中纳赫兹引力波携带着深远宇宙的奥秘，超大质量黑洞的绕转、星系合并的历史、宇宙大尺度结构起源的信息……然而，自纳赫兹引力波理论提出以来，却从未被找到。由中国科学院国家天文台等单位科研人员组成的中国脉冲星测时阵（CPTA）研究团队近期宣布，利用中国天眼FAST——500米口径球面射电望远镜，独立找到了纳赫兹引力波存在的关键证据。这一成果打开了人类探索宇宙的新窗口，相关论文6月29日在我国天文学术期刊《天文与天体物理研究（RAA）》在线发表。
FAST探测到纳赫兹引力波存在的关键性证据示意图
中国科学院国家天文台研究员、北京大学教授李柯伽是CPTA的首席科学家，在这个方向已经钻研了20年。他解释，引力波是宇宙中加速运动的有质量物体扰动周围时空而产生的时空涟漪。“纳赫兹引力波引起的涟漪实在太微弱，很难被探测到。科学家们推测，观测毫秒脉冲星是已知的唯一可能直接找到纳赫兹引力波的方法——毫秒脉冲星运转极其规律，我们可以通过射电望远镜观测到。而纳赫兹引力波引起的微弱的时空涟漪会影响观测结果，让我们探测到毫秒脉冲星运转‘不规律’了。再比较多颗星的信息我们就能找到纳赫兹引力波了。”
中国天眼FAST是具有极高灵敏度的射电望远镜，监测脉冲星数目多、测量精度更高，能够长期系统监测一大批毫秒脉冲星。李柯伽说，基于这一独特优势，CPTA锚定57颗毫秒脉冲星进行了三年多的观测，“它们在宇宙中‘铺开’一张银河系大小的‘蛛网’，‘猎物’入网产生的微小涟漪就能被捕捉到。”
中国科学院国家天文台助理研究员胥恒主要负责数据处理，他说：“我们自主开发独立数据分析软件，以数据精度、脉冲星数量和数据处理算法上的优势弥补了时间跨度上的差距，使我国纳赫兹引力波探测灵敏度很快达到了与美、欧、澳相当的水平，从而同时实现此次重大科学突破。”
“不过，受限于当前观测数据较短的时间跨度，我们暂时无法确定纳赫兹波段引力波的主要物理来源，但这将随着后续观测数据时间跨度的增加而解决。”李柯伽说，“后续我们将加速组织纳赫兹引力波探测科研攻关，积累更长期的观测数据，逐步发表更高精度的探测结果，彻底打开人类利用纳赫兹引力波探测宇宙的新窗口。”
北美、澳大利亚等地的脉冲星测时阵列合作组，今天也各自发布了类似的成果。这无疑将让纳赫兹引力波领域国际竞争更加激烈。中国科学院国家天文台台长、中国科学院院士常进说：“国家天文台将积极推进FAST扩展和升级，基于脉冲星测时阵列方法，实现纳赫兹引力波事件的常规观测，从而建成纳赫兹引力波天文台，并开启更高灵敏度和更高分辨率的低频射电观测研究新纪元，将我国加快建设成为引力波天文和射电天文的强国。”
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