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校长蔡荣根院士团队与合作者在国际权威期刊《Nature Astronomy》发表寻找透镜引力波信号的研究成果
发布时间: 2025-04-03 09:00
作者: 党政办
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近日,校长蔡荣根院士团队与北京师范大学物理与天文学院胡彬教授课题组合作,在国际权威期刊《自然・天文》(论文链接://doi.org/10.1038/s41550-025-02519-5)发表研究论文,提出了基于微引力透镜干涉效应的新型透镜引力波探测方法,开辟了引力波天文学研究新路径。

2015 年人类首次探测到引力波信号以来,引力波天文学发展迅猛,成为天文研究前沿领域。随着引力波探测技术不断进步,科学家们将目光投向了下一个重大目标 —— 透镜引力波的发现。 透镜引力波是一类因引力透镜效应 而被“弯曲” 并产生多重路径的引力波。不同于电磁波在引力透镜下的成像效果,长波长的引力波在通过致密透镜体(如星系、黑洞等)时,不仅产生路径偏折,还会因为波动效应而发生干涉,导致信号波形出现微小但可识别的畸变。这些特性使得透镜引力波不仅是引力波天文学的新现象,更有望成为研究中等质量黑洞、致密恒星残骸等“暗弱天体”的重要工具。然而,传统识别方法依赖于对比两个相似引力波事件的参数一致性,由于引力波天区定位精度有限,极易出现大量“假阳性”匹配,造成误判。

蔡荣根院士与胡彬教授领导的合作组提出可以利用微引力透镜干涉产生的微小波形畸变作为识别信号来探测引力波。该方法可以大幅降低误报率,显著提升了探测可靠性。研究团队还结合多信使观测手段,比对引力波与光学观测中的时间延迟,实现了从引力波信号到宿主星系的全链条认证,为未来天文观测提供了全新操作路径。

该研究成果意义深远,不仅为透镜引力波的观测和认证提供了新方法,还为研究中等质量黑洞、死亡大质量恒星遗迹等难以通过电磁观测研究的天体系统,打开了一扇全新的窗口。

“引力波不仅让我们听到了宇宙的声音,如今,它正在让我们看到那些我们从未真正‘看见’过的宇宙结构。”论文作者表示。这项研究的成功标志着我国科学家在引力波前沿领域的持续深耕与国际引领能力,也预示着在不远的将来,人类或将借助引力波之“耳”,洞察更多宇宙的深层奥秘。

该研究得到了国家重点研发计划以及国家自然科学基金委的资助。