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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關鍵核心技術，努力搶占科技制高點，為把我國建設成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習近平總書記在致中國科學院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學技術跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設國際一流科研機構。

——中國科學院辦院方針

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研究發(fā)現(xiàn)雙黑洞附近第三致密天體存在跡象

2025-08-01 上海天文臺

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語音播報

近日，中國科學院上海天文臺研究員韓文標帶領的科研團隊在引力波天文學領域取得進展，首次發(fā)現(xiàn)雙黑洞并合事件可能發(fā)生在第三個致密天體附近。這一成果為揭開雙黑洞的形成之謎提供了新線索。

2015年人類首次探測到引力波以來，LIGO-Virgo-KAGRA合作組織已探測到超過100次引力波事件，其中多數(shù)來自雙黑洞并合。這些事件為人類理解雙黑洞并合的物理過程提供了關鍵數(shù)據(jù)，但雙黑洞的形成與演化機制尚不清晰。

2018年，韓文標等與合作者提出了b-EMRI。b-EMRI是由一個超大質量黑洞抓住一對雙黑洞，形成一個“三人組”。雙黑洞在超大質量黑洞附近“跳舞”，進而輻射多頻段的引力波。該系統(tǒng)在國際上被激光干涉空間天線計劃寫入白皮書，并被中國空間引力波探測計劃列為獨特波源。從那時起，該團隊開始在LIGO-Virgo引力波數(shù)據(jù)中尋找雙黑洞在超大質量黑洞附近并合的證據(jù)。

經(jīng)過分析，研究團隊聚焦于引力波事件GW190814。GW190814中的兩個黑洞的質量相差近10倍。這么懸殊的組合或因它們和一個超大質是黑洞組成“三人組”，在彼此的引力拉扯下越靠越近。也有研究認為，它們誕生在活動星系核的吸積盤里，被周圍其他致密天體的引力推搡著慢慢靠近并最終并合。

科研團隊還發(fā)現(xiàn)，若雙黑洞在第三個致密天體附近并合，其繞第三個天體的軌道運動會產生視向加速度——沿觀測者視線方向的加速度。這種加速度通過多普勒效應改變引力波的頻率，在信號中留下獨特“印記”。為捕捉這一信號，該團隊構建了包含視向加速度的引力波波形模板，通過貝葉斯推斷方法，對多個高信噪比雙黑洞事件進行分析。結果顯示，對于GW190814事件，包含視向加速度的模型優(yōu)于傳統(tǒng)的“孤立雙黑洞”模型。該事件視向加速度約為0.002c?s^-1，貝葉斯因子達到58:1，表明數(shù)據(jù)支持“存在視向加速度”的結論。

這是首次在雙黑洞并合事件中發(fā)現(xiàn)第三致密天體存在的明確跡象。同時，這一發(fā)現(xiàn)意味著GW190814的雙黑洞可能并非孤立形成，而是處于一個更復雜的引力系統(tǒng)中，在揭示雙黑洞形成通道方面具有重要價值。

8月1日，相關研究成果發(fā)表在《天體物理雜志快報》（The Astrophysical Journal Letters）上。

論文鏈接

雙黑洞在超大質量黑洞附近并合

近日，中國科學院上海天文臺研究員韓文標帶領的科研團隊在引力波天文學領域取得進展，首次發(fā)現(xiàn)雙黑洞并合事件可能發(fā)生在第三個致密天體附近。這一成果為揭開雙黑洞的形成之謎提供了新線索。2015年人類首次探測到引力波以來，LIGO-Virgo-KAGRA合作組織已探測到超過100次引力波事件，其中多數(shù)來自雙黑洞并合。這些事件為人類理解雙黑洞并合的物理過程提供了關鍵數(shù)據(jù)，但雙黑洞的形成與演化機制尚不清晰。2018年，韓文標等與合作者提出了b-EMRI。b-EMRI是由一個超大質量黑洞抓住一對雙黑洞，形成一個“三人組”。雙黑洞在超大質量黑洞附近“跳舞”，進而輻射多頻段的引力波。該系統(tǒng)在國際上被激光干涉空間天線計劃寫入白皮書，并被中國空間引力波探測計劃列為獨特波源。從那時起，該團隊開始在LIGO-Virgo引力波數(shù)據(jù)中尋找雙黑洞在超大質量黑洞附近并合的證據(jù)。經(jīng)過分析，研究團隊聚焦于引力波事件GW190814。GW190814中的兩個黑洞的質量相差近10倍。這么懸殊的組合或因它們和一個超大質是黑洞組成“三人組”，在彼此的引力拉扯下越靠越近。也有研究認為，它們誕生在活動星系核的吸積盤里，被周圍其他致密天體的引力推搡著慢慢靠近并最終并合?？蒲袌F隊還發(fā)現(xiàn)，若雙黑洞在第三個致密天體附近并合，其繞第三個天體的軌道運動會產生視向加速度——沿觀測者視線方向的加速度。這種加速度通過多普勒效應改變引力波的頻率，在信號中留下獨特“印記”。為捕捉這一信號，該團隊構建了包含視向加速度的引力波波形模板，通過貝葉斯推斷方法，對多個高信噪比雙黑洞事件進行分析。結果顯示，對于GW190814事件，包含視向加速度的模型優(yōu)于傳統(tǒng)的“孤立雙黑洞”模型。該事件視向加速度約為0.002c?s-1，貝葉斯因子達到58:1，表明數(shù)據(jù)支持“存在視向加速度”的結論。這是首次在雙黑洞并合事件中發(fā)現(xiàn)第三致密天體存在的明確跡象。同時，這一發(fā)現(xiàn)意味著GW190814的雙黑洞可能并非孤立形成，而是處于一個更復雜的引力系統(tǒng)中，在揭示雙黑洞形成通道方面具有重要價值。8月1日，相關研究成果發(fā)表在《天體物理雜志快報》（The Astrophysical Journal Letters）上。論文鏈接雙黑洞在超大質量黑洞附近并合

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