全天引力波背景。南半球天空似乎集中了更多的引力波。Grunthal / Nathan / MNRAS

近日由澳大利亞斯威本理工大學天文學家主導的一個國際科研小組，通過基于多個脈沖星建立的“星系級”引力波探測器，繪制了一張有史以來最為詳細的宇宙引力波背景圖。通過這張圖，科學家不但再一次證明了時空在“顫抖”，還意外地在南半球的天空中，發現了一個神秘的引力波“熱區”。

這張引力波背景圖是通過MeerKAT“脈沖星計時陣列”繪制的。MeerKAT是一組位于南非的射電望遠鏡，是一組靈敏度極高的尖端設備。MeerKAT可以以納秒的級別，對脈沖星陣列的脈沖間隔作極為精確的測量和比對。

所謂脈沖星是指高速自轉的中子星。因其產生的射束會周期性掃過地球，發生脈沖式閃爍而得名。

脈沖星的脈沖周期極其精確和穩定，可以當作自然的鐘表。引力波導致的時空微弱波動會使脈沖星脈沖到達地球的時間間隔產生微妙的差異。利用銀河系中的多顆脈沖星，可以搭建一臺“星系級”的巨型虛擬探測器，來感知時空的這種波動。

使用MeerKAT，科學家繪制了一幅有史以來細節最為豐富的引力波背景圖。

所謂引力波背景，相當于由宇宙中各種引力波源產生的引力波交織在一起形成的引力波“白噪音”。它可以幫助科學家更加深入地了解宇宙的結構和演化，尤其是超大質量黑洞的起源和演化、星系結構的形成，以及發生在宇宙早期階段的各種隱秘事件。

有意思的是，科學家在這張圖的南半球天空中，意外地發現了一個奇怪的引力波“熱區”，那里似乎集中了更多的引力波信號。

這些信號的確切來源未知。但研究人員認為這種不對稱其實表明，制造引力波背景的主力軍，確如理論所預言的那樣，是宇宙中的超大質量黑洞。

參考

To map the vibration of the universe, astronomers built a detector the size of the galaxy
https://theconversation.com/to-map-the-vibration-of-the-universe-astronomers-built-a-detector-the-size-of-the-galaxy-244157
The MeerKAT Pulsar Timing Array: The 4.5-year data release and the noise and stochastic signals of the millisecond pulsar population
https://academic.oup.com/mnras/advance-article/doi/10.1093/mnras/stae2572/7912547