天文学家使用pulsars来倾听引力波

该计算机仿真显示了两个黑洞的碰撞，产生了引力波。学分：SXS.

“通过在接下来的10年左右扩展我们的脉冲开始时序阵列，从至少一个超迹线孔二进制中检测到引力波的高可能性。”

本世纪到目前为止，物理学中最壮观的成就之一是观察引力波，在空间中加速的群众造成的时空涟漪。到目前为止，由于激光干涉仪引力波天文台（Ligo），并且最近，欧洲处女座重力波检测器已经存在五次重力波检测。使用这些设施，科学家已经能够将来自相对小的黑洞的极其微妙的信号钉在一起，截至10月份，中子恒星。

但是，尚未检测到的重力波信号的物体的合并物体远远较大：超大自主黑洞，比我们的太阳大超过1亿倍。大多数大型星系都有一个中央超级分类黑洞。当星系碰撞时，他们的中央黑洞往往朝着彼此螺旋，在宇宙舞蹈中释放引力。像狮子这样的大型动物产生更深的鼠标比微小的小鼠的吱吱声更深，合并超大的黑洞，比相对小的黑洞Ligo和类似的地面实验产生较低频率的重力波。

“观察低频重力波浪将类似于能够听到低音歌手，而不仅仅是女高音，”NASA的喷气机推进实验室，帕萨迪纳，加利福尼亚州和共同作者，Joseph Lazio自然天文学的新研究。

为了探索这一未知的引力波科学领域，研究人员看不到人工制造的机器，而是在天空中的天然实验，称为脉冲星定时阵列。脉冲星是定期发射无线电波束的死恒星的密集残余，这就是为什么有些人称之为“宇宙灯塔”。因为它们的无线电脉冲是如此可预测的，所以可以使用大量良好的理解脉冲条来测量极细微的异常，例如引力波。北美纳米山脉的引力波浪（Nanograv）是国家科学基金会的物理边疆中心，是使用脉冲脉来寻找引力波的研究人员之一。

新的自然天文学研究涉及超大的黑洞二进制文件 - 两种宇宙怪物的系统。首次调查了本地宇宙的本地宇宙可能会举办这些二进制文件，然后预测哪些黑洞对是最可能的合并并在这样做的时候被检测到。该研究还估计检测其中一个合并需要多长时间。

“通过在接下来的10年左右扩展我们的脉冲开始时序阵列，潜在研究作者的牵头学习作者认为这项研究是玛丽的威利研究作者的高似的可能性的高可能性，”Chiara Mingarelli说CALTECH和JPL的居里博士后研究员，现在在纽约的FLATIRON研究所。

Mingarelli和同事使用了来自297年至2001年的2 Micron全天调查（2Mass）的数据，并从Illustris仿真项目和Galaxy合并率从Illustris仿真项目进行了调查，并努力进行大规模宇宙学模拟。在他们的样本约为5,000个星系，科学家发现大约90个将有超大的黑洞，最有可能与另一个黑洞合并。

虽然Ligo和类似的实验在它们合并之前在最后几秒钟中检测到物体，但Pulsar时序阵列对来自彼此螺旋螺旋螺旋螺旋的超大的黑洞的重力波信号敏感，并且不会结合数百万的数百万。那是因为星系在中央黑洞之前合并了数亿年，他们主持他们主持的结合，使一个巨大的超级分类黑洞。

研究人员还发现，虽然当大的星系具有更大的黑洞并在它们相结合时产生更强的引力波，但这些并缩短了这些并缩短了检测的时间段。例如，在大型银河M87中合并的黑洞将有一个400万美元的检测窗口。相比之下，在较小的阔边纱星系中，黑洞并购通常需要约1.6亿年，为脉冲星时机阵列提供更多机会，以检测来自它们的引力波。

黑洞合并产生引力波，因为它们彼此轨道时，它们的重力扭曲了时空的织物，以光的速度向所有方向向外发送纹波。这些扭曲实际上稍微移动了地球和脉冲条的位置，导致来自天体灯塔阵列的特征和可检测的信号。

“当脉冲条信号应该到达时的差异，当他们到达时，可以发出引力波，”Mingarelli说。“由于我们学习的脉冲线距离距离大约3,000次距离，因此它们充当银河系级引力波检测器。”

因为所有超大的黑洞都是如此遥远，引力波，以光速行进，需要很长时间才到达地球。这项研究看着超级分类的黑洞，在7亿光年之下，这意味着从他们中的任何两个之间的合并中的波浪就会受到科学家在这里被检测到的那么长时间。相比之下，大约6.5亿年前，藻类蓬勃发展，在地球的海洋中迅速传播 - 这是一个对更复杂的生活的演变很重要。

许多公开问题仍然是如何如何合并的，当银河系接近androMeda时会发生什么，附近的星系将与我们在大约40亿年碰撞。

“从十亿太阳能黑洞并购的引力波将有助于解锁银河系中一些最持久的谜题，”莱昂尼斯·穆斯塔卡斯（Leonidas Moustakas）表示，这是一个伴随着期刊的“新闻和观点”文章的JPL研究科学家。

2MASS由美国宇航局的空间科学办公室，国家科学基金会，美国海军天文台和马萨诸塞大学资助。JPL管理了华盛顿州空间科学办公室的计划。数据在加利福尼亚州帕萨迪纳的Caltech在Ipac处理。

出版物：Chiara M. F. Mingarelli等，“来自超大分离的黑洞二进制文件的本地纳米赫兹引力波景观，”自然天文学（2017）DOI：10.1038 / S41550-017-0299-6