NASA费米太空望远镜寻找来自怪物黑洞的引力波

　　我们的宇宙是一个混乱的海洋，时空中的涟漪被称为引力波。天文学家认为，来自遥远星系中成对的超大质量黑洞的波是光年长的，几十年来，他们一直在试图观察它们，现在由于美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜，他们离目标又近了一步。
　　费米检测伽马射线，这是能量最高的光形式。一个国际科学家小组检查了十多年来从脉冲星（快速旋转的恒星核心，作为超新星爆炸）收集的费米数据。他们寻找来自这些脉冲星的伽马射线到达时间的轻微变化，这些变化可能是由于光线在到达地球的途中经过引力波而造成的。但是他们没有发现任何变化。虽然没有检测到波，但分析表明，随着更多的观测，这些波可能在费米观测的范围内。
　　4月7日，《科学》杂志在线发表了由科尔和德国波恩马克斯-普朗克射电天文研究所研究员阿迪塔-帕塔萨拉西共同领导的这项研究结果。当大质量物体加速时，它们会产生以光速飞行的引力波。地面激光干涉仪引力波天文台在2015年首次探测到引力波，可以感觉到从波峰到波峰几十到几百英里长的涟漪，这些涟漪在短短几分之一秒内从地球上滚过。即将推出的天基激光干涉仪空间天线将探测到数百万至数十亿英里长的波。
　　克尔和他的团队正在寻找长达光年或数万亿英里的波纹，这些波纹需要数年才能通过地球。这些长长的波纹是引力波背景的一部分，是由宇宙中合并星系中心的一对超大质量黑洞部分产生的随机波海。
　　为了找到它们，科学家需要银河系大小的探测器，称为脉冲星计时阵列。这些阵列使用特定的毫秒脉冲星组，它们的旋转速度和搅拌机的刀片一样快。毫秒脉冲星扫射辐射束，从无线电到伽马射线，经过我们的视线，似乎以令人难以置信的规律性进行脉冲，就像宇宙时钟。
　　当长引力波在这些脉冲星和地球之间通过时，它们将光的到达时间延迟或提前了十亿分之一秒。通过在一个阵列的脉冲星中寻找特定的脉冲变化模式，科学家们期望他们能够揭示出从它们身边滚过的引力波。
　　这个可视化图显示了两个质量几乎相等的黑洞（黑球）在螺旋式旋转并合并时发出的引力波。黑洞附近的黄色结构说明了该区域的强烈时空曲率。橙色的波纹代表了由快速运行的质量引起的时空扭曲。这些扭曲扩散并减弱，最终成为引力波（紫色）。
　　射电天文学家几十年来一直在使用脉冲星计时阵列，他们的观测对这些引力波是最敏感的。但是星际效应使无线电数据的分析变得复杂。太空中充满了杂散电子。穿过光年，它们的影响结合起来，使无线电波的轨迹发生弯曲。这改变了不同频率的脉冲的到达时间。伽马射线不会受到这些复杂因素的影响，它既提供了一个补充性的探测器，也是对无线电结果的一个独立确认。
　　当涉及到可能探测引力波背景时，费米太空望远镜的结果精确度已经达到无线电脉冲星计时阵列的30%，再经过五年的脉冲星数据收集和分析，它将具有同样的能力，而且还可以不必担心所有这些杂散电子。