NASA費米太空望遠鏡尋找來自怪物黑洞的引力波

費米檢測伽馬射線，這是能量最高的光形式。一個國際科學家小組檢查了十多年來從脈沖星（快速旋轉的恒星核心，作為超新星爆炸）收集的費米數據。他們尋找來自這些脈沖星的伽馬射線到達時間的輕微變化，這些變化可能是由于光線在到達地球的途中經過引力波而造成的。但是他們沒有發現任何變化。雖然沒有檢測到波，但分析表明，隨著更多的觀測，這些波可能在費米觀測的范圍內。

4月7日，《科學》雜志在線發表了由科爾和德國波恩馬克斯-普朗克射電天文研究所研究員阿迪塔-帕塔薩拉西共同領導的這項研究結果。當大質量物體加速時，它們會產生以光速飛行的引力波。地面激光干涉儀引力波天文臺在2015年首次探測到引力波，可以感覺到從波峰到波峰幾十到幾百英里長的漣漪，這些漣漪在短短幾分之一秒內從地球上滾過。即將推出的天基激光干涉儀空間天線將探測到數百萬至數十億英里長的波。

克爾和他的團隊正在尋找長達光年或數萬億英里的波紋，這些波紋需要數年才能通過地球。這些長長的波紋是引力波背景的一部分，是由宇宙中合并星系中心的一對超大質量黑洞部分產生的隨機波海。

為了找到它們，科學家需要銀河系大小的探測器，稱為脈沖星計時陣列。這些陣列使用特定的毫秒脈沖星組，它們的旋轉速度和攪拌機的刀片一樣快。毫秒脈沖星掃射輻射束，從無線電到伽馬射線，經過我們的視線，似乎以令人難以置信的規律性進行脈沖，就像宇宙時鐘。

當長引力波在這些脈沖星和地球之間通過時，它們將光的到達時間延遲或提前了十億分之一秒。通過在一個陣列的脈沖星中尋找特定的脈沖變化模式，科學家們期望他們能夠揭示出從它們身邊滾過的引力波。

這個可視化圖顯示了兩個質量幾乎相等的黑洞（黑球）在螺旋式旋轉并合并時發出的引力波。黑洞附近的黃色結構說明了該區域的強烈時空曲率。橙色的波紋代表了由快速運行的質量引起的時空扭曲。這些扭曲擴散并減弱，最終成為引力波（紫色）。

射電天文學家幾十年來一直在使用脈沖星計時陣列，他們的觀測對這些引力波是最敏感的。但是星際效應使無線電數據的分析變得復雜。太空中充滿了雜散電子。穿過光年，它們的影響結合起來，使無線電波的軌跡發生彎曲。這改變了不同頻率的脈沖的到達時間。伽馬射線不會受到這些復雜因素的影響，它既提供了一個補充性的探測器，也是對無線電結果的一個獨立確認。

當涉及到可能探測引力波背景時，費米太空望遠鏡的結果精確度已經達到無線電脈沖星計時陣列的30%，再經過五年的脈沖星數據收集和分析，它將具有同樣的能力，而且還可以不必擔心所有這些雜散電子。