雙黑洞在第三個致密天體附近并合（示意(yi)圖(tu)）。 上海天文臺供(gong)圖(tu)

自(zi)2015年人類首次(ci)探測(ce)到(dao)引力(li)波(bo)以來，國際(ji)引力(li)波(bo)探測(ce)聯合(he)機構已探測(ce)了超(chao)過100次(ci)引力(li)波(bo)事件(jian)，其中絕大多(duo)數來自(zi)雙(shuang)黑洞(dong)并合(he)。

近日，中國科學(xue)(xue)院上(shang)海天(tian)(tian)文臺研(yan)究員韓文標(biao)帶領(ling)的(de)科研(yan)團隊，首次發(fa)現雙黑(hei)洞并合事件可(ke)能發(fa)生在第三個致(zhi)密天(tian)(tian)體(ti)附近。這(zhe)一突(tu)破性進展(zhan)為揭開(kai)雙黑(hei)洞的(de)形成之謎提供了全新線索，相關成果于2025年(nian)8月1日發(fa)表在國際(ji)知名(ming)學(xue)(xue)術期(qi)刊《天(tian)(tian)體(ti)物理學(xue)(xue)雜志快報》上(shang)。

早在(zai)2018年(nian)，韓(han)文標(biao)和(he)合作(zuo)者首次(ci)提(ti)出了一個(ge)大(da)膽的科(ke)學設想(xiang)——一個(ge)超大(da)質量黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)和(he)一個(ge)繞其運行的恒星(xing)質量雙黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)組成“三(san)人組”，當雙黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)在(zai)超大(da)質量黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)附(fu)近“跳舞”時，會受(shou)到其強大(da)引力作(zuo)用，軌道逐漸縮小并發射引力波。

研究團隊把(ba)目(mu)標(biao)瞄(miao)準了引(yin)力(li)波事(shi)件GW190814。“這(zhe)里的(de)兩(liang)個(ge)黑(hei)洞(dong)挺不(bu)一般，其質量大(da)小差(cha)了快10倍(bei)。這(zhe)么懸殊(shu)的(de)組(zu)合可能是它(ta)們曾(ceng)和一個(ge)超大(da)質量黑(hei)洞(dong)組(zu)成‘三人組(zu)’，在彼(bi)此的(de)引(yin)力(li)拉(la)扯下越靠(kao)越近。”論文(wen)第一作者楊舒程博士介紹。

研究(jiu)團(tuan)隊還注意到(dao)，若(ruo)雙黑洞在(zai)第三個(ge)致密天體(ti)附近并合，其繞(rao)第三個(ge)天體(ti)的軌道(dao)運(yun)動(dong)會(hui)產生(sheng)視向加速度(du)(du)(du)——即沿觀測(ce)者視線方(fang)向的加速度(du)(du)(du)。這種加速度(du)(du)(du)會(hui)通過多普(pu)勒效應改變引(yin)力波的頻率(lv)，在(zai)信(xin)號中留(liu)下獨特“印記”。

為捕(bu)捉這一信號(hao)，團(tuan)隊構建了一種(zhong)包含(han)視向加速(su)度的引力(li)波波形模板(ban)，對多個高信噪比雙黑洞事件進行了分析，結(jie)果(guo)表(biao)明相關(guan)數據強烈支持(chi)引力(li)波事件GW190814“存在視向加速(su)度”。

“這(zhe)是國(guo)際上首(shou)次在雙黑洞并合事件中發現第(di)三個(ge)致密(mi)天體存在的明(ming)確跡象(xiang)。”韓(han)文標表(biao)示。（記(ji)者 黃(huang)海(hai)華）