天文學家使用 MeerKAT 脈衝星計時陣列（使用南非 MeerKAT 射電望遠鏡的國際實驗）發現了源自合併超大質量黑洞的重力波訊號的進一步證據。
英哩等人。創建了迄今為止最詳細的宇宙重力波地圖。圖片來源：Carl Knox / OzGrav / 斯威本科技大學 / 南非射電天文台。
「我們的研究為了解我們所生活的宇宙開闢了新的途徑，」ARC 重力波發現卓越中心 (OzGRav) 和斯威本科技大學的天文學家 Matt Miles 博士說。
「研究背景讓我們能夠了解數十億年來宇宙事件的迴響。它揭示了星系和宇宙本身是如何隨著時間演化的。
MeerKAT 脈衝星計時陣列可觀測脈衝星（快速旋轉的中子星），並以奈秒精度對它們進行計時。
脈衝星充當天然時鐘，其穩定的脈衝使科學家能夠檢測到由經過的引力波引起的微小變化。
這個銀河尺度的探測器提供了繪製天空重力波圖的機會，揭示了挑戰先前假設的模式和強度。
「人們通常認為重力波背景將均勻分佈在天空中，」奧茲重力場和莫納什大學的天文學家羅伊納·內森（Rowina Nathan）說。
“由 MeerKAT 脈衝星計時陣列形成的銀河大小的望遠鏡使我們能夠以前所未有的精度繪製該信號的結構，這可能會揭示有關其來源的見解。”
天文學家發現了源自合併超大質量黑洞的引力波訊號的進一步證據，而捕獲的訊號比類似的全球實驗更強，而且只花了三分之一的時間。
「我們所看到的暗示宇宙比我們預期的更加充滿活力和活躍，」邁爾斯博士說。
“我們知道超大質量黑洞正在合併，但現在我們開始問：它們在哪裡，有多少個？”
研究人員利用脈衝星計時陣列建構了高度詳細的引力波圖，改進了現有方法。
這張地圖揭示了一個有趣的異常現象——訊號中出現了一個意想不到的熱點，表明可能存在方向偏差。
內森說：“熱點的存在可能表明存在獨特的引力波源，例如一對質量是太陽數十億倍的黑洞。”
“觀察重力波的佈局和模式向我們展示了今天的宇宙是如何存在的，並且包含了遠至大爆炸時期的信號。”
“還需要做更多的工作來確定我們發現的熱點的重要性，但這對我們的領域來說是令人興奮的一步。”
“這些發現提出了關於大質量黑洞的形成和宇宙早期歷史的令人興奮的問題。”
“利用 MeerKAT 陣列進行進一步監測將完善這些重力波圖，有可能發現新的宇宙現象。”
“這項研究還具有廣泛的意義，提供的數據可能有助於國際科學家探索超大質量黑洞的起源和演化、星系結構的形成，甚至早期宇宙事件的線索。”
研究結果以三篇論文發表在英國皇家天文學會每月通知。
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馬修·邁爾斯等人。 2024. MeerKAT 脈衝星計時陣列：4.5 年資料發布以及毫秒脈衝星群的雜訊和隨機訊號。MNRAS，正在出版； doi：10.1093/mnras/stae2572
馬修·邁爾斯等人。 2024 年。 MeerKAT 脈衝星定時陣列：首次使用 MeerKAT 電波望遠鏡搜尋重力波。MNRAS，正在出版； doi：10.1093/mnras/stae2571
凱瑟琳·格倫塔爾等人。 2024 年。MNRAS，正在出版； doi：10.1093/mnras/stae2573
