2030年起,欧空局的LISA计划、中国科学院主导的太极计划以及中山大学的天琴计划将陆续升空,观测频段在0.1毫赫兹至0.1赫兹的低频引力波信号。在这个频段,有一类称为极端质量比旋进的波源:中心是一个大质量黑洞(质量在数万到数百万),和一颗恒星级黑洞绕其旋转构成。 最近,上海天文台研究员韩文标(青促会会员)和其博士后一起,研究了这类极端质量比系统,发现,如果该系统像天文学预言的那样周围带有暗物质晕的话,其引力波信号,将会有明显变化。在暗物质晕中,小质量黑洞将会受到动力学摩擦的影响,其轨道运动会受到很大的影响,进而影响到引力波的形状。韩文标(青促会会员)研究员和其博士后一起,通过解析计算该系统的动力学方程,并将得到的引力波波形通过傅立叶分析给出频域上的波形计算公式,从而研究了暗物质晕对这类低频引力波信号的具体影响。该论文发表在物理学顶级期刊Physical Review D上,韩文标(青促会会员)研究员为论文的通讯作者。 这项研究成果表明,利用这累极端质量比系统辐射的低频引力波信号,可以精确地限制大质量黑洞周围的暗物质密度轮廓和物理性质。这对对空间引力波探测计划,特别是中国科学院主导的太极计划的科学目标研究,有很重要的参考价值。韩文标(青促会会员)研究员是太极科学联盟成员。
|