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科研动态

SKA将揭示超大质量双黑洞的红移演化

发表日期:2020-06-19来源:放大 缩小

  近日,中国科学院国家天文台科研人员完成了对于平方公里阵(Square Kilometre Array,SKA)时代引力波探测的前瞻性测算,指出SKA可以通过对少量(约20颗)高质量毫秒脉冲星的监测,首次量化了SKA引力波源样本的红移期待值,揭示了SKA系统研究超大质量双黑洞相对于红移的演化的巨大潜力。 

  星系中心存在一个和星系共同演化的超大质量黑洞,超大质量双黑洞是星系合并后的产物大质量双黑洞对于星系演化的研究有着重大的意义但是目前观测上并没有一个完全认证的超大质量双黑洞。天文台博士研究生冯毅、研究人员李菂、郑征和蔡肇伟基于红外星系样本, 利用半分析数值模拟的方法,估计了不同红移处超大质量双黑洞的数量及其低频引力波特征。进一步测算了SKA脉冲星阵(SKA-PTA)探测这些超大质量双黑洞演化的能力。SKA作为一个巨型射电望远镜阵列,有着探测来自超大质量双黑洞发出的纳赫兹引力波的巨大潜力。区别于之前相关工作普遍使用的成百上千颗脉冲星这项工作指出了SKA脉冲星计时阵可以由数量远小于此前预期的脉冲星组成。该文章计算了仅由20颗高质量毫秒脉冲星构成的SKA脉冲星计时阵能够在运行五年内探测到引力波,并且在运行十年的时候达到一年一百次的探测率运行三十年内,能够探测到大约60个红移0.05以内的超大质量双黑洞,而在红移1以内能够探测到超过一万个超大质量双黑洞(如下图)。 

  SKA脉冲星计时阵能够探测到大量红移分布的超大质量双黑洞,使得SKA成为研究超大质量双黑洞演化星系演化的革命性设备。 

  论文链接:(Feng, Li & Zheng et al. accepted by PRDhttps://arxiv.org/abs/2005.11118)。

  不同颜色的点代表不同红移的超大质量双黑洞,不同颜色的线代表SKA运行一段时间探测引力波的阈值,点在线之上代表能探测到该引力波源。 

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