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北美纳赫兹引力波天文台分析了45颗脉冲星后发现了低频引力波

北美纳赫兹引力波天文台分析了45颗脉冲星后发现了低频引力波

LIGO天文台发现的是高频引力波

引力波和电磁波一样,也分不同的波段,近年来频繁登上科学新闻头条的「雷射干涉仪引力波天文台(LIGO)」发现的是高频引力波,频率大约在几十至上千赫兹。而这次北美纳赫兹引力波天文台(NANOGrav)在分析了45颗脉冲星的观测数据后,发现一个有趣的低频信号,这个信号可能就是天文学家过去十年一直苦苦追寻的纳赫兹引力波,其频率比LIGO发现的引力波相差了11个数量级。

一般来说最典型的引力波源是两个天体相互绕转,因辐射引力波带走了轨道能量,逐渐靠近而最终并合。 LIGO和欧洲的Virgo干涉仪探测到的引力波就是来自致密双星并合,双星系统可以包括两个中子星、两个恒星级黑洞或一个中子星和一个恒星级黑洞。

可能是超大质量黑洞的合并

我们假如NANOGrav看到的信号是引力波的话,有可能是超大质量黑洞合并所产生的引力波。这种超大质量的黑洞,质量比太阳大百万至十亿倍,被认为大量存在于星系(包括我们的银河系)中心。当两个星系并合时,位于星系中心的超大质量黑洞有机会成对,形成双体系统绕转,并最终并合。

由于体量巨大,这样的两个黑洞互相绕转一圈通常要花费数年甚至更长时间,其辐射的引力波频率在纳赫兹( 10-9 Hz)波段。为了证实该信号就是引力波,研究人员必须在不同脉冲星数据之间找到一种独一无二的相关性,也就是两颗脉冲星数据的关联程度和它们相对地球的天空方位有关。但是,目前的NANOGrav数据中没有发现这种相关性的显著证据。尽管如此,这一结果还是引起了中外同行的极大兴趣。