中大研究引领全球首次探测多信使重力透镜事件

2025年9月19日

中大近年积极推动多信使天文学研究,引领全球在重力波、光和中微子方面的开创性研究,以探索宇宙奥秘。中大物理系教授Otto Hannuksela教授领导的重力波研究团队,正透过国际合作,致力实现首次多信使重力透镜事件的探测。LIGO-Virgo-Kagra(LVK)[1]合作计划展开第四轮重力波观测,加上Legacy Survey of Space and Time(LSST)[2]和Euclid[3]等先进仪器的出现,为多信使天文学研究打开新路径。

当来自遥远天体的光线或重力波经过巨大星系时,其路径会如同穿过放大镜般被扭曲,这就是重力透镜现象。

中大团队在LVK合作计划中,重点分析双黑洞合并事件产生的重力波数据,寻找重力透镜效应的指标,包括波形变形与重复讯号等。一旦成功探测首例重力透镜事件,将有助识别导致合并事件的星系透镜系统,并有望观测来自同一事件的多重讯号。透镜定位将成为精准定位黑洞合并的唯一方法。若合并事件伴随其他电磁对应讯号,例如双中子星的合并(上图,图片来源:LVK),未来更将有助开启基础物理、天体物理与宇宙学等领域的全新研究。

来自世界各地的科学家云集于2024年皇家学会Theo Murphy的多信使透镜研究研讨会,共同探讨此新兴领域的挑战与机遇。研讨会成果已汇编为专题论文集,刊登于权威科学期刊《Philosophical Transactions A》,Hannuksela教授的团队撰写了该期刊十六篇论文中的四篇,突显其在该研究领域的重要地位。

Hannuksela教授的研究团队成员包括中大物理系博士生Laura Uronen、Hemantakumar Phurailatpam 和潘尚智。

 

[1] LIGO – Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory激光干涉仪重力波观测站;Virgo – Virgo Interferometer处女座重力波团队;Kagra – Kamioka Gravitational Wave Detector神冈重力波探测器。

[2] Legacy Survey of Space and Time(LSST)是位于智利的大口径全天巡视望远镜,其主要任务是每隔数晚对南天进行一次巡天观测,并建立一个为期十年的缩时摄影纪录资料库。

[3] Euclid是一台广角太空望远镜,配备6亿像素的可见光相机、近红外光谱仪及光度计,用以测量所观测到星系的红移数据。

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