中国天眼再立新功！发现纳赫兹引力波存在关键证据

鱼羊 发自 凹非寺 量子位 | 公众号 QbitAI

“中国天眼”FAST，又立新功了！

中国科学家团队利用FAST观测数据，发现了纳赫兹引力波存在的关键证据，使纳赫兹引力波研究进入了新时代。

相关成果刚刚在《天文和天体物理学研究》上在线发表。

中科院国家天文台台长常进院士指出，这项成果“使我国纳赫兹引力波探测和研究同步达到世界领先水平”。

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。

FAST的新发现

具体而言，这项新成果来自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时阵列（CPTA）研究团队。

我们知道，探测引力波，对于了解宇宙的运行、观测早期宇宙状态、理解黑洞奥秘等都具有重要意义。

其中，纳赫兹引力波（10-9Hz）主要由超大质量黑洞合并产生。也就是说，通过纳赫兹引力波，科学家们能够深入研究宇宙中最大质量天体的生长、演化和合并，进一步了解宇宙结构的形成。

探测纳赫兹引力波的主要难点，在于纳赫兹引力波频率极低，周期长达数年，波长可达数光年。目前已知唯一的探测手段，就是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。

CPTA研究团队这次的主要成果，是利用FAST的高灵敏度，对57颗毫秒脉冲星进行了41个月的长期系统性监测。

基于独立开发的软件，研究团队对观测数据进行研究分析后，发现了具有纳赫兹引力波特征的四极相关信号的证据，置信度为4.6σ （误报概率小于五十万分之一）。

文章通讯作者、中科院国家天文台/北京大学研究员李柯伽透露，就在CPTA公布新成果的同时，欧洲脉冲星测时阵列-印度脉冲星测时阵列、北美纳赫兹引力波天文台，以及澳大利亚帕克斯脉冲星测时阵列等合作组，也分别独立宣布了相似的结果。

4个国际团队分别独立获得纳赫兹引力波存在的关键证据，这使得研究结果可以相互印证，进一步提高了这一成果的准确性。

值得一提的是，其中CPTA数据集的时间跨度相对较短，但得益于FAST的高灵敏度，CPTA的结果达到了与其他研究团队相似的灵敏度。

关于FAST

FAST，即500米口径球面射电望远镜，又被称为“中国天眼”，坐落于我国贵州省平塘县克度镇大窝凼洼地，是世界第二大单一口径射电望远镜，仅次于俄罗斯的RATAN-600环状射电望远镜。

自主体落成以来，FAST的科研产出不断，比如：

在约50天内探测到1652次爆发事件，获得迄今最大的快速射电暴爆发（FRB）事件样本，超过此前本领域所有文章发表的爆发事件总量，研究成果于2021年10月14日发表在Nature上。

2022年数据显示，FAST共发现约500颗脉冲星，成为世界上发现脉冲星频率最高的设备。

2022年1月，由国家天文台庆道冲、李菂领导的国际合作团队，利用FAST测量了450光年外星云内部的磁场了，发现恒星形成速度可能比我们想象的快10倍，成果登上Nature封面。