引力透镜可以以前所未有的精度确定黑洞合并

引力透镜可以以前所未有的精度确定黑洞合并

自LIGO联盟于2016年首次探测到引力波以来，引力波天文学已成为最热门的新型天文学领域之一。然而，引力波源的精确定位一直是困扰天文学家的难题。近日，荷兰研究人员提出了一种新策略，利用引力透镜效应，有望以前所未有的精度确定黑洞合并的位置。

自LIGO联盟于2016年正式探测到第一个引力波（GW）以来，引力波天文学一直是最热门的新型天文学之一。天文学家对使用这种传感技术可以回答的许多新问题感到兴奋。以前从未考虑过。

但LIGO和其他探测器自2016年以来在90个候选引力波中发现的引力波的许多细微差别都消失了。

研究人员很难确定引力波来自哪个星系。但现在，荷兰研究人员的一篇新论文提出了一种策略，并开发了一些模拟，可以帮助缩小对引力波诞生地的搜索范围。为此，他们使用了世界各地天文学家的另一个宠儿——引力透镜。

重要的是，引力波被认为是由黑洞合并引起的。这些灾难性事件确实扭曲了时空，以至于它们的合并引起了引力本身的涟漪。然而，这些信号到达我们时非常微弱——而且它们通常来自数十亿光年之外。

像LIGO这样的探测器专门设计用于搜索这些信号，但获得强大的信噪比仍然很困难。因此，他们也不太擅长详细说明特定GW信号的来源。他们通常可以说，“它来自那边的那片天空”，但由于“那片天空”可能包含数十亿个星系，这对缩小范围没有多大作用。

但是，如果天文学家不知道引力波来自哪个星系，他们就会失去很多关于引力波可以告诉他们有关其起源星系的信息。这就是引力透镜的用武之地。

引力透镜是一种物理现象，来自非常远的物体的信号（在大多数情况下是光）会被位于更远的物体和地球上的我们之间的物体的质量扭曲。他们负责制作“爱因斯坦环”，这是一些最壮观的天文图像。

不过，光并不是唯一会受到质量影响的东西——引力波也可以。因此，引力波本身至少有可能被其与地球之间的物体质量扭曲。如果天文学家能够检测到这种扭曲，他们还可以分辨出GW符号来自天空区域中的哪个特定星系。

一旦天文学家能够追踪精确的星系并产生引力波，天空就不再是极限。他们不仅可以缩小波产生星系本身的各种特征，还可以缩小其前面星系的各种特征，从而形成透镜。但天文学家究竟应该如何开展这项工作呢？

这是博士Ewoud Wempe的新论文的重点。格罗宁根大学的学生及其合著者。这篇发表在《皇家天文学会月刊》上的论文详细介绍了几种试图缩小透镜引力波起源范围的模拟。特别是，他们使用类似于手机三角测量的技术来确定它们相对于GPS卫星的确切位置。

使用这项技术在未来会取得丰硕成果，因为作者相信有多达215,000个潜在的引力波透镜候选者可以在下一代引力波探测器的数据集中检测到。虽然这些数据仍在网上，但理论和建模界仍在努力找出这种最新类型的天文观测的不同物理现实所期望的数据类型。