引力波是大質量天體爆發、旋轉或合併等事件引發的“時空漣漪”。

2015年，物理學家首次用鐳射干涉引力波探測器檢測到引力波，開啟了觀察宇宙的新時代。與此同時，其他科學家也一直在用地球上的射電望遠鏡追蹤它們。現在，探測引力波的“戰場”已經轉移到太空——研究人員發現了一種尋找引力波的新方法。

一項近日發表於《科學》的新研究表明，費米伽馬射線空間望遠鏡在理論上也能感應到透過的引力波。儘管該技術尚不足以支撐實際檢測，但已經在幫助研究人員加強相關分析。

自2015年以來，美國鐳射干涉引力波天文臺（LIGO）和歐洲室女座干涉儀（Virgo）這兩個大型探測器已經探測到數十個黑洞合併事件和一對中子星所產生的引力波。

探測器透過數公里長的真空管發射鐳射。當一束引力波透過時，它會改變真空管的長度（僅為質子寬度的1/10000），然後鐳射就能檢測到引力波。

射電天文學家希望捕獲更大的“獵物”——超大質量黑洞（數十億顆太陽的質量）的合併事件。但這種互相環繞的黑洞產生的波很長，一個週期需要數年時間，因此捕捉它們需要一張覆蓋星系的“網”。於是，射電天文學家不再使用傳統的鐳射和真空管來探測，轉而利用脈衝星“佈網”。

當脈衝星旋轉時，它們發射的訊號就像加強版燈塔光束一樣掃過宇宙，這樣地球上的天文學家每秒就能觀察到來自某些脈衝星的數百次閃光，就像原子鐘一樣規律。當引力波從中穿過時將略微改變脈衝星和地球之間的距離，因此，天文學家希望透過監測銀河系中一組脈衝星多年來的脈衝到達時間，即脈衝星計時陣列（PTA）的微小變化探測透過的引力波。

去年，北美和歐洲的PTA團隊宣佈，他們從十多年來的資料中已經收集到一些微弱的統計訊號，暗示了宇宙背景引力波（即宇宙大範圍內超大質量黑洞合併）的存在。研究小組正在繼續累積分析資料，再加入幾年的資料，上述結論可能會更加鞏固。

現在，費米伽馬射線空間望遠鏡也加入了引力波探測的行列。

脈衝星除了發射大量無線電波外，還會發射伽馬射線。但許多天文學家懷疑他們的儀器是否能探測到引力波。

美國海軍研究實驗室伽馬射線天文學家、研究團隊負責人Matthew Kerr等人決定找出答案。他們分析了費米伽馬射線空間望遠鏡12。5年間從大約30個合適的脈衝星收集到的伽馬射線光子。

與僅在短時間內瞄準特定脈衝星的PTA不同，費米伽馬射線空間望遠鏡可以持續觀察大片空間，因此有幾個脈衝星總在它的視野內。但是伽馬射線範圍內的光子非常罕見。“經常一週內觀測不到任何光子。”Kerr說。

儘管如此，研究團隊仍然在觀測檔案中搜集到了足夠多的光子資料來製作伽馬射線PTA。和北美和歐洲的PTA團隊一樣，Kerr團隊也無法確定探測到引力波背景。但他們能夠設定訊號值上限。Kerr承認，基於伽馬射線的探測極限僅為射電PTA極限的1/3左右，但隨著費米伽馬射線空間望遠鏡收集到越來越多的資料，其靈敏度將有所改善。

一旦無線電PTA和伽馬射線PTA確定了引力波背景，研究人員的下一個目標將是超大質量黑洞雙星的探測，以瞭解這些旋轉的龐然大物如何影響它們周圍的星系。 （記者 徐銳）