記者從中國科學(xué)院上海天文臺獲悉，近日，該天文臺韓文標(biāo)研究員帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)在引力波天文學(xué)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，首次發(fā)現(xiàn)雙黑洞并合事件可能發(fā)生在第三個(gè)致密天體附近。這一成果為揭開雙黑洞的形成之謎提供了全新線索。相關(guān)成果論文北京時(shí)間2025年8月1日在國際天文學(xué)學(xué)術(shù)期刊《天體物理雜志快報(bào)》發(fā)表。
2015年人類首次探測到引力波以來，LIGO-Virgo-KAGRA合作組織已探測了超過100次引力波事件，其中絕大多數(shù)來自雙黑洞并合。這些事件為人類理解雙黑洞并合的物理過程提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)，但目前學(xué)術(shù)界對雙黑洞如何形成、如何演化的機(jī)制還不確定。
上海天文臺引力波團(tuán)組負(fù)責(zé)人韓文標(biāo)研究員介紹，2018年他們與合作者首次提出了b-EMRI，就是由一個(gè)超大質(zhì)量黑洞抓住一對雙黑洞，形成一個(gè)“三人組”。雙黑洞在超大質(zhì)量黑洞附近“跳舞”，進(jìn)而輻射多頻段的引力波。該系統(tǒng)在國際上被LISA計(jì)劃寫入白皮書，也被中國空間引力波探測計(jì)劃列為獨(dú)特波源。從那時(shí)起，該科研團(tuán)隊(duì)就開始從LIGO-Virgo引力波數(shù)據(jù)中尋找雙黑洞在超大質(zhì)量黑洞附近并合的證據(jù)。
經(jīng)過分析，團(tuán)隊(duì)把目標(biāo)瞄準(zhǔn)了引力波事件GW190814。該成果論文第一作者楊舒程博士介紹，GW190814里的兩個(gè)黑洞的質(zhì)量大小相差近10倍。這么懸殊的組合可能是它們曾和一個(gè)超大質(zhì)量黑洞組成“三人組”，在彼此的引力拉扯下越靠越近；也有人認(rèn)為它們誕生在活動星系核的吸積盤里，被周圍其他致密天體的引力推搡著慢慢靠近，最終并合。
研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，若雙黑洞在第三個(gè)致密天體附近并合，其繞第三個(gè)天體的軌道運(yùn)動會產(chǎn)生視向加速度——即沿觀測者視線方向的加速度。這種加速度會通過多普勒效應(yīng)改變引力波的頻率，在信號中留下獨(dú)特“印記”。
據(jù)了解，這是國際上首次在雙黑洞并合事件中發(fā)現(xiàn)第三致密天體存在的明確跡象。這一發(fā)現(xiàn)意味著GW190814的雙黑洞可能并非孤立形成，而是處于一個(gè)更復(fù)雜的引力系統(tǒng)中，在揭示雙黑洞形成通道方面具有重要價(jià)值。
(總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉) 【編輯:張令旗】
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