天文学家发现有关黑洞合并的新信息

合并黑洞会在这位画家的概念中波及空间和时间。脉冲星定时阵列（即死星脉冲核网络）是一种检测这些波动或引力波的策略，这种波动或引力波被认为是在两个超大质量黑洞合并成一个时产生的。图像

在寻找超大质量黑洞合并产生的引力波时，使用帕克斯射电望远镜的天文学家发现了有关黑洞合并的频率和强度的新信息。

在我们的整个宇宙中，巨大的黑洞被藏在遥远的星系中，正在成对合并。当巨大的物体彼此紧紧围绕在一起跳舞时，它们发出引力波，它们自身会在时空上起伏，即使这些波正好穿过我们的地球。

科学家知道，根据爱因斯坦的相对论预测，这些波已经存在，但尚未直接探测到。在追赶海浪的竞赛中，一种称为脉冲星正时阵列的策略已经达到了一个里程碑，这不是通过检测任何引力波，而是通过揭示有关黑洞合并频率和强度的新信息而达到的。

10月18日发表在《科学》杂志上的新论文的合著者莎拉·伯克-斯波拉尔（Sarah Burke-Spolaor）说：“我们一直期望有许多引力波通过，而现在我们对这种背景活动的范围有了更好的了解。”描述了她在加利福尼亚州帕萨迪纳市NASA喷气推进实验室工作期间所做的研究。Burke-Spolaor现在就职于帕萨迪纳市的加州理工学院。

如果检测到引力波，它将揭示有关黑洞以及自然的四个基本力之一：引力的更多信息。

该团队无法在最近的搜索中检测到任何引力波实际上有其自身的优势，因为它揭示了有关超大质量黑洞合并的新信息-它们的频率，与地球的距离和质量。黑洞增长的一种理论打到了理论家的切割室，它说，合并本身是黑洞增长的原因。

结果来自澳大利亚东部联邦科学与工业研究组织（CSIRO）的Parkes射电望远镜。这项研究是由CSIRO的Ryan Shannon以及墨尔本大学和CSIRO的Vikram Ravi共同领导的。

来自澳大利亚墨尔本斯威本科技大学的有关帕克斯最新发现的视频。

脉冲星定时阵列的设计目的是利用地面上的望远镜和旋转的称为脉冲星的恒星捕获微妙的引力波。脉冲星是爆炸恒星的燃尽核心，它们发出无线电波，如灯塔信标。脉冲星旋转的时间是如此精确，以至于研究人员称它们类似于原子钟。

当引力波穿过多个脉冲星阵列时，在新研究中为20个，它们使脉冲星像浮标一样摆动。记录来自脉冲星的无线电波的研究人员可以将背景的嗡嗡声拼凑在一起。

Burke-Spolaor说：“引力波导致地球和脉冲星之间的空间伸展和挤压。”

这项新研究使用了1990年代开始的Parkes Pulsar时序阵列。根据研究小组的说法，以目前的灵敏度，该阵列将能够在10年内检测到引力波。

JPL的研究人员目前正在为NASA的深空网络开发类似的精密脉冲星计时功能，该系统是位于地球周围的大型碟形天线系统，用于跟踪深空航天器并与之通信。在网络跟踪计划出现间隙时，可以使用天线来精确地测量脉冲星无线电波的定时。由于深空网络的天线分布在全球各地，因此它们可以看到整个天空的脉冲星，从而提高了对重力波的敏感性。

“目前，脉冲星定时阵列社区的重点是开发更敏感的技术并建立大型脉冲星群的长期监测计划，”深空网络脉冲星主要研究者Walid Majid说， JPL的计时程序。“所有检测重力波的策略，包括LIGO（激光干涉仪重力波天文台），都是相辅相成的，因为每种技术都对在非常不同的频率下检测重力波很敏感。尽管有些人可能将其描述为种族，但最终的目的是检测引力波，这将迎来引力波天文学的开始。这是整个努力中真正令人兴奋的部分。”

地面LIGO天文台位于路易斯安那州和华盛顿。这是加州理工学院和麻省理工学院在马萨诸塞州剑桥市的联合项目，由国家科学基金会资助。欧洲航天局正在开发基于太空的LISA探路器（激光干涉仪太空天线），这是一项概念验证任务，用于未来的太空天文台探测引力波。LIGO，LISA和脉冲正时阵列都将检测引力波的不同频率，因此对各种类型的合并事件敏感。

出版物：R. M. Shannon等人，“脉冲星定时的引力波极限限制了超大质量黑洞的演化”，《科学》，2013年10月18日：卷342号6156第334-337页； DOI：10.1126 / science.1238012

研究报告的PDF副本：脉冲星定时的引力波限制约束了超大质量黑洞的演化

图像：斯威本天文学制作公司