我國科學家全球首次發現雙黑洞併合事件與第三緻密天體關聯跡象

【環球網科技綜合報道】8月2日消息，中國科學院上海天文台近日宣佈，韓文標研究員帶領的科研團隊在引力波天文學領域取得突破性進展，首次發現雙黑洞併合事件可能發生在第三個緻密天體附近。這一成果為破解雙黑洞形成之謎提供了全新關鍵線索，相關研究成果於2025年8月1日發表在國際權威天文學期刊《天體物理雜誌快報》上。

“2018年，我和合作者首次提出了b-EMRI概念，即一個超大質量黑洞捕獲一對雙黑洞，形成‘三人組’系統。在這一系統中，雙黑洞圍繞超大質量黑洞運行並輻射多頻段引力波。該系統已被國際LISA計劃寫入白皮書，也被中國空間引力波探測計劃列為獨特波源。”論文通訊作者、上海天文台引力波團組負責人韓文標研究員介紹，自那時起，團隊便開始從LIGO-Virgo引力波數據中搜尋雙黑洞在超大質量黑洞附近併合的證據。

經過深入分析，科研團隊將研究目標鎖定在引力波事件GW190814上。論文第一作者楊舒程博士解釋：“GW190814中的兩個黑洞質量差異接近10倍，這種特殊組合有兩種可能的形成機制：一是它們曾與一個超大質量黑洞組成‘三人組’，在相互引力作用下逐漸靠近；二是誕生於活動星系核的吸積盤，在周圍其他緻密天體引力推動下慢慢接近並最終併合。”

研究團隊敏鋭意識到，若雙黑洞在第三個緻密天體附近併合，其繞第三個天體的軌道運動將產生視向加速度（即沿觀測者視線方向的加速度）。這種加速度會通過多普勒效應改變引力波頻率，在信號中留下獨特“印記”。為捕捉這一關鍵信號，團隊構建了包含視向加速度的引力波波形模板，運用貝葉斯推斷方法，對多個高信噪比雙黑洞事件展開系統分析。

分析結果顯示，對於GW190814事件，包含視向加速度的模型顯著優於傳統的“孤立雙黑洞”模型。該事件視向加速度約為0.002c s⁻¹（90%置信水平，c為光速），貝葉斯因子（衡量模型可信度的重要指標）達到58:1，充分表明數據強烈支持“存在視向加速度”的結論。

“這是國際上首次在雙黑洞併合事件中發現第三緻密天體存在的明確跡象。”韓文標研究員強調，這一發現意味着GW190814的雙黑洞並非孤立形成，而是處於更復雜的引力系統中，對揭示雙黑洞形成通道具有里程碑式的重要價值。

隨着下一代地面引力波探測器（如愛因斯坦望遠鏡、宇宙探索者）和空間探測器（如LISA、太極、天琴）的陸續投入使用，人類將能更精準地捕捉引力波信號中的細微變化。未來有望發現更多類似GW190814的事件，為人類深入理解雙黑洞的形成與演化機制提供更為豐富的觀測依據。（純鈞）