近日，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列研究团队利用中国天眼FAST，探测到纳赫兹引力波存在的关键性证据，表明我国纳赫兹引力波研究与国际同步达到领先水平。
纳赫兹引力波是引力波的一种
根据爱因斯坦的广义相对论，时空是可以弯曲的，有质量的物体在其中加速运动，扰动周围的时空，就会产生引力波。
国家天文台研究员、论文通讯作者李柯伽说：“纳赫兹引力波是引力波的一种。对频率低至纳赫兹的引力波进行探测，将有助于天文学家理解宇宙结构的起源。”
引力波信号极其微弱，却是探测宇宙中不发光物质的直接手段，探测引力波并且开辟引力波观测宇宙的新窗口是天文学家长期以来追求的目标。更大质量的天体产生的引力波频率更低。李柯伽说：“例如，星系中心的超大质量双黑洞系统，是宇宙中质量最大的天体，其质量是太阳的亿到千亿倍。它绕转产生的引力波主要集中在纳赫兹频段，相应的信号时标为年到几十年。在这个频段内，还可能有宇宙早期原初引力波残存至今的部分和宇宙弦等奇异对象产生的引力波。
对纳赫兹引力波的探测十分具有挑战性
发现纳赫兹引力波是国际物理和天文领域竞赛的焦点之一。此次研究中，科研团队利用中国天眼对57颗毫秒脉冲星进行了长期系统性监测，并将这些毫秒脉冲星组成了银河系尺度大小的引力波探测器来搜寻纳赫兹引力波。基于独立开发的软件，科研人员对中国天眼收集的时间跨度3年5个月的数据进行分析研究，在4.6西格玛置信度水平（误报率小于五十万分之一）上发现了具有纳赫兹引力波特征的四极相关信号的证据。
研究团队充分利用中国天眼灵敏度高、可监测脉冲星数目多、测量精度更高的优势，长期系统地监测了一大批毫秒脉冲星，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。
为引力波天体物理学打开了一个全新的窗口
中国科学院院士蔡荣根说：“此次中国脉冲星测时阵列研究团队的结果与超大质量的双黑洞系统的理论预期一致。特别重要的是，团队发现在4.6个标准偏差范围内信号中四极矩关联的存在性。”
蔡荣根告诉记者，通过数据的进一步积累，下一步一个关键的问题是去确定引力波谱指数。如果谱指数是-2/3，则可以肯定探测到的引力波源是超大质量双黑洞系统，这是首次观测到宇宙中存在这样的超大质量双星系统，对理解这些双星系统的形成和演化具有重要的意义。另外，除了超大质量的双黑洞系统，理论研究表明还有丰富的物理过程会产生纳赫兹频段的引力波，如宇宙弦，宇宙筹壁，宇宙学相变，宇宙暴胀时期曲率涨落引起的随机引力波等。
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