中大新聞網(wǎng)訊（通訊員胡一鳴）引力波是由劇烈天體物理過程所引發(fā)的時(shí)空漣漪。自2015年人類首次通過地面探測器開展直接探測以來，引力波天文學(xué)已迅速發(fā)展為探索宇宙的重要手段，極大地推動了我們對宇宙極端和劇烈過程的理解。
作為我國主導(dǎo)的空間引力波探測任務(wù)，天琴計(jì)劃旨在開展毫赫茲引力波探測，預(yù)計(jì)將于約十年后發(fā)射。近日，中山大學(xué)天琴中心牽頭撰寫的天文學(xué)白皮書《Gravitational Wave Astronomy With TianQin》發(fā)表在國際綜述期刊《Reports on Progress in Physics》。作為天琴計(jì)劃的天文學(xué)白皮書，該文系統(tǒng)總結(jié)了當(dāng)前毫赫茲引力波天文學(xué)的研究進(jìn)展，并重點(diǎn)介紹了天琴對典型天體系統(tǒng)的觀測前景，包括恒星級雙致密星系統(tǒng)、大質(zhì)量雙黑洞系統(tǒng)、大質(zhì)量比并合系統(tǒng)等。該白皮書為天琴計(jì)劃制定科學(xué)目標(biāo)、優(yōu)化任務(wù)設(shè)計(jì)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也標(biāo)志著我國在空間引力波天文學(xué)領(lǐng)域的研究進(jìn)入新階段。
在恒星級雙致密星方面，天琴將與LISA、地面探測器協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)對雙黑洞早期旋近階段的觀測，從而幫助區(qū)分其形成路徑，例如是源于雙星系統(tǒng)孤立演化過程，還是在活動星系核或球狀星團(tuán)中由動力學(xué)俘獲而形成。天琴還將大規(guī)模探測雙白矮星系統(tǒng)，為理解銀河系的恒星形成歷史和致密X射線雙星等特殊系統(tǒng)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
在大質(zhì)量雙黑洞方面，天琴的頻率覆蓋范圍與LISA互補(bǔ)，天琴在十萬倍太陽質(zhì)量的中等質(zhì)量黑洞并合事件中更具優(yōu)勢。借助其地心軌道，天琴可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，在黑洞合并前向電磁望遠(yuǎn)鏡發(fā)出預(yù)警，推動多信使天文學(xué)的發(fā)展。聯(lián)合觀測也將大幅提升源定位精度和信噪比，為理解黑洞增長機(jī)制提供前所未有的機(jī)會。
在大質(zhì)量比旋近系統(tǒng)方面，天琴在探測由中等質(zhì)量黑洞與恒星級黑洞所構(gòu)成的大質(zhì)量比系統(tǒng)方面具備獨(dú)特優(yōu)勢。聯(lián)合LISA的同時(shí)或連續(xù)探測將提升這些極端系統(tǒng)的參數(shù)測量精度，尤其是在天空定位方面，將有助于與電磁觀測相結(jié)合揭示其環(huán)境性質(zhì)。
論文原文鏈接：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6633/adc9be
