新華社上海8月1日電（記者張建松）宇宙中的雙黑洞已令人驚嘆，但中國科學(xué)院上海天文臺(tái)科研人員最新研究發(fā)現(xiàn)，雙黑洞的背后，還可能隱藏了更為神秘的“大佬”——第三個(gè)致密天體。
由中國科學(xué)院上海天文臺(tái)研究員韓文標(biāo)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的這項(xiàng)研究，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，是引力波天文學(xué)領(lǐng)域取得的突破性進(jìn)展。
自2015年人類首次探測(cè)到引力波以來，超過100次引力波事件被探測(cè)到，其中絕大多數(shù)來自雙黑洞并合。雙黑洞是如何形成和演化的？目前學(xué)術(shù)界尚無定論。2018年，韓文標(biāo)和合作者首次提出一種新穎的三體系統(tǒng)“極端質(zhì)量比旋近雙星（b-EMRI）”理論設(shè)想，即雙黑洞是被一個(gè)超大質(zhì)量致密天體（包括超大質(zhì)量黑洞）抓住，形成了“三人組”。雙黑洞在這個(gè)致密天體附近“跳舞”，進(jìn)而輻射多頻段的引力波。該理論設(shè)想提出后，引起國內(nèi)外廣泛關(guān)注。
雙黑洞在超大質(zhì)量致密天體附近并合示意圖（上海天文臺(tái)供圖）
為進(jìn)一步證實(shí)該理論設(shè)想，韓文標(biāo)帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)深入研究已探測(cè)到的100多次引力波事件，最終將目標(biāo)鎖定在引力波事件GW190814，這次事件中的兩個(gè)黑洞質(zhì)量相差近10倍。這么懸殊的組合，很可能就是它們背后存在一個(gè)致密天體，組成了“三人組”，在彼此的引力拉扯下越靠越近。
但如何進(jìn)行證實(shí)呢？研究團(tuán)隊(duì)注意到，如果雙黑洞在第三個(gè)致密天體附近并合，其繞第三個(gè)致密天體的軌道運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生“視向加速度”，即沿觀測(cè)者視線方向的加速度。這種加速度會(huì)通過多普勒效應(yīng)改變引力波的頻率，在信號(hào)中留下獨(dú)特“印記”。
為捕捉這一信號(hào)，團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一種包含“視向加速度”的引力波波形模板，通過貝葉斯推斷方法，對(duì)多個(gè)高信噪比雙黑洞事件進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示在GW190814事件中存在“視向加速度”，給出了第三個(gè)致密天體存在的強(qiáng)烈證據(jù)。
8月1日，國際天文學(xué)學(xué)術(shù)期刊《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》發(fā)表了相關(guān)研究論文。
策劃：孫聞
記者：張建松
海報(bào)設(shè)計(jì)：程思琪 姜賀
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