科学家探测引力波有助于洞察星系演化

可观测到的超大质量黑洞双星系统比之前估计的要少

据国外媒体报道，北美纳赫兹天文台引力波项目(NANOGrav)的最新研究成果为低频引力波的天文物理学提供了新的思路，这一结果为星系的合并频率和合并星系如何演化展示了新视角。为了得出该结果，科学家们使用了两台最为灵敏的射电望远镜——西弗吉尼亚州的绿岸射电望远镜和波多黎各的阿雷西博天文台进行了长达九年的极为精确的脉冲监测。近期LIGO探测器从质量相当于几十个太阳的正在合并的黑洞中观察到了引力波，该发现证明时空扭曲是可以被观测和被测量的。

纳赫兹引力波项目的研究人员们在过去十年内对低频引力波进行了观测。他们观测的低频引力波来自黑洞双星系统，这些黑洞双星系统的质量是LIGO观测的黑洞质量的几百万倍。对于纳赫兹引力波项目九年数据集的研究对超大质量黑洞双星系统有了十分严格的限制，这些限制指出，可观测到的超大质量黑洞双星系统比之前估计的要少。研究结果使得我们对于星系核中心黑洞的共同演化有着十分重要的影响。由于波长绵延数光年且来源于黑洞双星系统，低频引力波极难被探测。这些巨大双黑洞合并形成了引力波的持续“哼唱”。

天文物理学家们称该现象为“随机引力波背景”，需要特殊分析技术才能对其进行探测。脉冲星是恒星形成超新星并旋转发射无线电波脉冲后遗留下的大质量恒星的核心。速度最快的脉冲星每秒旋转几百次，并且几毫秒就发射出一个脉冲。

这些“毫秒脉冲星”(MSPs)被认为是自然界最精准的时钟，也是探测引力波小信号的理想工具。天文物理学家门使用计算机模型对星系合并与形成超大质量双黑洞的频率进行模拟。在预测随机引力波背景的基础上，科学家们在这些模型上使用了几个关于双黑洞系统演化的简化假设，从而对黑洞双星演化的假设进行完善。