【光明动科普】FAST 是怎么“看见”纳赫兹引力波踪影的？

　　近日，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测时阵列（CPTA）研究团队，利用中国天眼FAST，探测到纳赫兹引力波存在的关键性证据，6月29日，相关论文在我国天文学术期刊《天文与天体物理研究（RAA）》在线发表。

　　引力波是由加速运动的有质量物体扰动周围的时空而产生时空的涟漪。纳赫兹引力波是引力波的一种，但由于频率极低、周期长达数年，其波长可达数光年，对它的探测十分具有挑战性。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。这也使得发现纳赫兹引力波成为国际物理和天文领域竞赛的焦点之一。

　　在此次研究中，中国脉冲星测时阵列团队利用FAST对57颗毫秒脉冲星进行了长期系统性监测，并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来搜寻纳赫兹引力波。研究团队基于独立开发的软件，对 FAST收集的时间跨度3年5个月的数据进行分析研究，在4.6西格玛置信度水平上（误报率小于五十万分之一）发现了具有纳赫兹引力波特征的四极相关信号的证据。

　　在国际上，像北美纳赫兹引力波天文台（NANOGrav）、欧洲脉冲星测时阵列（EPTA）、澳大利亚帕克斯脉冲星测时阵列（PPTA），利用各自的大型射电望远镜，已分别开展了长达20年的纳赫兹引力波搜寻。此次研究成果也表明我国纳赫兹引力波研究与国际同步达到领先水平。

　　对频率低至纳赫兹的引力波进行探测，将有助于天文学家理解宇宙结构的起源，探测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；也有助于物理学家洞察时空的基本物理原理。

　　科学审核：薛艳杰（中国科学院国家天文台研究员）

　　监制：战钊

　　记者：宋雅娟 肖春芳

　　统筹：黄京一