科學家探測引力波有助於洞察星系演化

騰訊太空訊 據國外媒體報道，北美納赫茲天文台引力波項目（NANOGrav）的最新研究成果為低頻引力波的天文物理學提供了新的思路，這一結果為星系的合并頻率和合并星系如何演化展示了新視角。為了得出該結果，科學家們使用了兩台最為靈敏的射電望遠鏡——西弗吉尼亞州的綠岸射電望遠鏡和波多黎各的阿雷西博天文台進行了長達九年的極為精確的脈衝監測。近期LIGO探測器從質量相當於幾十個太陽的正在合并的黑洞中觀察到了引力波，該發現證明時空扭曲是可以被觀測和被測量的。

納赫茲引力波項目的研究人員們在過去十年內對低頻引力波進行了觀測。他們觀測的低頻引力波來自黑洞雙星系統，這些黑洞雙星系統的質量是LIGO觀測的黑洞質量的幾百萬倍。對於納赫茲引力波項目九年數據集的研究對超大質量黑洞雙星系統有了十分嚴格的限制，這些限制指出，可觀測到的超大質量黑洞雙星系統比之前估計的要少。研究結果使得我們對於星系核中心黑洞的共同演化有著十分重要的影響。由於波長綿延數光年且來源於黑洞雙星系統，低頻引力波極難被探測。這些巨大雙黑洞合并形成了引力波的持續「哼唱」。

天文物理學家們稱該現象為「隨機引力波背景」，需要特殊分析技術才能對其進行探測。脈衝星是恆星形成超新星並旋轉發射無線電波脈衝後遺留下的大質量恆星的核心。速度最快的脈衝星每秒旋轉幾百次，並且幾毫秒就發射出一個脈衝。

這些「毫秒脈衝星」（MSPs）被認為是自然界最精準的時鐘，也是探測引力波小信號的理想工具。天文物理學家門使用計算機模型對星系合并與形成超大質量雙黑洞的頻率進行模擬。在預測隨機引力波背景的基礎上，科學家們在這些模型上使用了幾個關於雙黑洞系統演化的簡化假設，從而對黑洞雙星演化的假設進行完善。（羅輯/編譯）

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