【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】基于現(xiàn)有地球軌道高精度星地/星間測距、測月系統(tǒng)，中國科學院力學研究所引力波實驗中心在國際上首次提出利用引力波軌道共振效應(yīng)，實現(xiàn)超大質(zhì)量雙黑洞并合引力波信號有效探測的高度可行方案。該方案整合現(xiàn)有測距、測月任務(wù)觀測數(shù)據(jù)，在無需額外投入情況下推進了未來數(shù)年內(nèi)uHz-mHz頻段引力波觀測的研究。近期投入應(yīng)用后，即將并合的SDSSJ1430+2303雙星系統(tǒng)，有望在國際上首次觀測到孤立超大質(zhì)量黑洞并合事件，在極端強場時空動力學、黑洞并合殘余、暗物質(zhì)本質(zhì)等重大基礎(chǔ)科學問題研究中取得突破。
 

　　研究基于相對論天體力學的分析提出，當入射引力波的頻率掃過測距衛(wèi)星軌道及其高次諧波頻率時，衛(wèi)星軌道將發(fā)生共振效應(yīng)，其能量、角動量及其對應(yīng)軌道根數(shù)將產(chǎn)生特征性演化，從而有效的放大可觀測效應(yīng)。
 

　　針對典型超大質(zhì)量雙黑洞系統(tǒng)，現(xiàn)有激光測衛(wèi)任務(wù)、星間測距任務(wù)、激光測月任務(wù)由于共振頻率不同，在uHz~mHz頻段將構(gòu)成“梳狀”共振探測系統(tǒng)。超大質(zhì)量雙黑洞的掃頻啁啾信號到達后，將依次掃過各衛(wèi)星的共振頻率并留下可觀測信號，從而獲得可觀的探測信噪比與置信度，揭示波形演化的規(guī)律，推進前述重大科學目標的探索研究。
 

　　相關(guān)研究成果以Probing Supermassive Black Hole Binaries with Orbital Resonances of Laser-Ranged Satellites為題，發(fā)表在《歐洲物理雜志C》(The European Physical Journal C)上。
 

　　(左)利用測距衛(wèi)星軌道共振探測引力波的原理示意圖 (右)多衛(wèi)星聯(lián)合觀測共振信號形成的“梳狀”結(jié)構(gòu)