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“中国天眼”,又有重要新发现!
2023-06-29

搜寻纳赫兹引力波是国际物理和天文领域备受关注的焦点问题之一。我国研究团队日前利用“中国天眼”FAST,探测到纳赫兹引力波存在的关键性证据,这是纳赫兹引力波搜寻的一个重要突破。

该研究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(CPTA)研究团队完成,相关成果6月29日在学术期刊《天文和天体物理学研究》在线发表。

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。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。由于更大质量的天体产生的引力波频率更低,对频率低至纳赫兹(10的负9次方赫兹)的引力波进行探测,对于理解超大质量黑洞、星系并合历史和宇宙大尺度结构形成等问题具有重要意义。

“中国天眼”俯拍图(维护保养期间拍摄)。新华社记者 欧东衢 摄

文章通讯作者、中科院国家天文台/北京大学研究员李柯伽介绍,纳赫兹引力波由于频率极低,周期长达数年,波长可达数光年,使得探测工作十分具有挑战性。利用大型射电望远镜对一批自转极其规律的毫秒脉冲星进行长期测时观测,是目前已知探测纳赫兹引力波的唯一手段。

此项研究中,CPTA研究团队利用“中国天眼”对57颗毫秒脉冲星进行了长期系统性监测,基于独立开发的软件,对时间跨度为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。

“中国天眼”全景图(维护保养期间拍摄)。新华社记者 欧东衢 摄

“纳赫兹引力波探测灵敏度强烈依赖于观测时间跨度。美国、欧洲、澳大利亚科研团队已分别开展了约20年的纳赫兹引力波搜寻,CPTA研究团队充分利用‘中国天眼’优良性能,以数据精度、脉冲星数量和数据处理算法上的优势,使我国纳赫兹引力波探测和研究同步达到世界领先水平。”中科院国家天文台台长常进院士说。

据介绍,中科院国家天文台将进一步加快纳赫兹引力波探测科研攻关,积累更长期的观测数据,助力打开利用纳赫兹引力波探测宇宙的新窗口。(记者张泉、欧东衢)