中大新聞網訊（通訊員胡一鳴）引力波是由劇烈天體物理過程所引發的時空漣漪。自2015年人類首次通過地面探測器開展直接探測以來，引力波天文學已迅速發展為探索宇宙的重要手段，極大地推動了我們對宇宙極端和劇烈過程的理解。
橫坐標表示頻率，縱坐標表示引力波信號及噪聲的強度。天琴引力波探測器可以探測到銀河系內雙白矮星、恒星級雙黑洞等恒星級致密雙星，也可以探測到大黑洞并合、極端質量比旋近等包含大質量天體的雙星系統。
作為我國主導的空間引力波探測任務，天琴計劃旨在開展毫赫茲引力波探測，預計將于約十年后發射。近日，中山大學天琴中心牽頭撰寫的天文學白皮書《Gravitational Wave Astronomy With TianQin》發表在國際綜述期刊《Reports on Progress in Physics》。作為天琴計劃的天文學白皮書，該文系統總結了當前毫赫茲引力波天文學的研究進展，并重點介紹了天琴對典型天體系統的觀測前景，包括恒星級雙致密星系統、大質量雙黑洞系統、大質量比并合系統等。該白皮書為天琴計劃制定科學目標、優化任務設計提供了堅實的基礎，也標志著我國在空間引力波天文學領域的研究進入新階段。
在恒星級雙致密星方面，天琴將與LISA、地面探測器協同工作，實現對雙黑洞早期旋近階段的觀測，從而幫助區分其形成路徑，例如是源于雙星系統孤立演化過程，還是在活動星系核或球狀星團中由動力學俘獲而形成。天琴還將大規模探測雙白矮星系統，為理解銀河系的恒星形成歷史和致密X射線雙星等特殊系統提供關鍵數據。
在大質量雙黑洞方面，天琴的頻率覆蓋范圍與LISA互補，天琴在十萬倍太陽質量的中等質量黑洞并合事件中更具優勢。借助其地心軌道，天琴可實現數據的實時傳輸，在黑洞合并前向電磁望遠鏡發出預警，推動多信使天文學的發展。聯合觀測也將大幅提升源定位精度和信噪比，為理解黑洞增長機制提供前所未有的機會。
在大質量比旋近系統方面，天琴在探測由中等質量黑洞與恒星級黑洞所構成的大質量比系統方面具備獨特優勢。聯合LISA的同時或連續探測將提升這些極端系統的參數測量精度，尤其是在天空定位方面，將有助于與電磁觀測相結合揭示其環境性質。
論文原文鏈接：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6633/adc9be
