科技日报记者 刘垠 陆成宽
“中国天眼”（FAST）再度迎来重大突破。利用FAST观测数据，我国脉冲星测时阵列（CPTA）研究团队发现纳赫兹引力波存在的关键证据，表明我国纳赫兹引力波研究与国际同步达到领先水平。相关研究成果6月29日在线发表于《天文与天体物理研究》。
纳赫兹引力波是一种频率很低的引力波。探测纳赫兹引力波有助于天文学家理解宇宙结构的起源，洞察宇宙中最大质量的天体即超大质量黑洞的增长、演化及并合过程。
当前，纳赫兹引力波研究已经成为物理和天文领域国际竞赛的焦点之一。理论预言，纳赫兹引力波主要由超大质量黑洞并合产生。北美纳赫兹引力波天文台、欧洲脉冲星测时阵列和澳大利亚帕克斯脉冲星测时阵列分别开展了长达20年的纳赫兹引力波搜寻。
然而，由于纳赫兹引力波频率极低、周期长达数年，其波长可达数光年，对它的探测极具挑战性。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，是纳赫兹引力波目前已知的唯一探测手段。
“利用FAST，我们对57颗毫秒脉冲星开展了长期系统性监测，同时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，以搜寻纳赫兹引力波。”论文通讯作者、中科院国家天文台/北京大学研究员李柯伽说，功夫不负有心人，深入分析FAST收集的3年5个月的数据之后，CPTA团队找到了纳赫兹引力波存在的关键证据。
不过，限于观测时间较短，研究人员暂时还无法确定纳赫兹引力波的主要物理来源。
值得一提的是，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和澳大利亚帕克斯脉冲星测时阵列等脉冲星测时阵列合作组也在同一时间宣布了相似的结果。“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。”李柯伽说。
北京大学讲席教授、美国艺术与科学院院士何子山认为，这一重大科学突破对星系演化和超大质量黑洞研究具有深远影响，也为引力波天体物理学打开了全新的窗口。
（中科院国家天文台供图）