2024-07-11 信息来源:理论物理研究所
近日,我校理论物理研究所副教授牛家树及其合作者王运永(中国科学院高能物理所,研究员/教授)、边星(中国科学院力学研究所,研究员)、韦联福(西南交通大学,教授)、霍红庆(兰州大学、教授)与张晓敏(兰州大学/北京紫微宇通科技有限公司,教授/董事长)等学者在国内天文学期刊《天文学进展》上发表了题为“月基激光干涉仪引力波天文台”的述评文章。
随着我国探月工程的顺利实施和载人登月计划的迅速推进,国际月球科研站(月球基地)的建设已提上日程。我国负责探月工程的科学家指出:建设有人驻留的月球基地(科研站),可以很大程度地促进开发利用月球的资源、能源并利用它的特殊环境开展空间科学基础研究。作为月球科研站的重要组成部分,建造以月球为基地的引力波天文台也引起科学界的广泛关注。
本工作中,牛家树及其合作者首先从引力波天文学的角度详述了从0.1到10赫兹引力波频段内所包含的丰富且重要的天体物理过程,并指出此频段是最有可能与电磁波观测相互打通、形成合力,进行大样本多信使天文学观测的窗口;其次,详细介绍了在月球上建立大型激光干涉仪引力波天文台的各种有利条件,并给出了探测器的基本参数及光学结构;最后,提出了利用月球上的撞击坑环形山建立百公里级臂长激光干涉仪引力波天文台的方案,并展望月球在未来将会成为人类探测引力波、进行引力波天文学研究最重要的基地。
本工作中所提出的设想,现已成为正在稳步推进中的CIGO计划项目(见图)。CIGO(Crater Interferometry Gravitational-waves Observatory,月球环形山引力波天文台)是以张晓敏教授为首的中国学者提出的月基引力波探测计划。其基本概念是在月球的南极附近选择百公里级的撞击坑环形山,建立基于环形山顶和底部测量点的四面体激光测量链路,在0.01到100赫兹的引力波频段(中心频率为1赫兹),进行高灵敏度和高精准度的引力波测量。
图示:CIGO概念图(第三次CIGO会议,兰州,2023.05)
该项工作得到了国家自然科学基金的支持。