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天文|超精度太阳系中心定位方法，让我们更准确的找到自己的位置

一种能精确定位太阳系中心的新方法可能有助于观测到“怪物黑洞”的碰撞
——该技术将助力寻找使银河系卷缠的引力波 。
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NANOGrav的项目正试图通过对脉冲星阵列的近距离观测来检测引力波 。 最近的一项研究报告称 ， 天文学家已经找到一种方法 ， 可以将太阳系的质心精确定位在仅仅330英尺（100米）内 。 研究小组成员说 ， 这种精确程度等同于一根头发丝的直径之于足球场 ， 极大帮助我们寻找扭曲银河系的强大引力波 。
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天文学家通常会仔细跟踪行星和其他绕太阳公转的物体的运动 ， 来定位太阳系的质心或重心 。 这项工作表明 ， 重心在不断移动 ， 它既可位于太阳中心附近 ， 处于其灼热的表面之外 ， 也可以介于两者之间的任何位置 ， 具体取决于行星的位置 。

但是 ， 这些先前的计算由于对行星运动 ， 特别是对木星的运动的不完全了解而受到大打折扣 ， 要知道 ， 木星是太阳系的引力二把手 。 在最近的研究中 ， 研究人员采用了一种新方法 ， 来分析北美纳赫兹引力波天文台（NANOGrav）项目十多年来所做的脉冲星观测 。
脉冲星是正在迅速旋转的中子星 ， 是超密的恒星残骸 ， 这些残骸将大量物质聚集到一个城市大小 。 脉冲星不断从其两极发射辐射束 ， 这些光束的发射是脉冲式的（因此得名） ， 因为天文学家只能在光束指向地球时才能检测到辐射 。
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【天文|超精度太阳系中心定位方法，让我们更准确的找到自己的位置】
NANOGrav使用射电望远镜密切监视脉冲星 ， 这些射电望远镜较大 ， 主要位于波多黎各的阿雷西博天文台和西弗吉尼亚州格林银行天文台 。 脉冲星之间非常相似 ， 因此 ， 任何光束到达地球的非正常时长都可能是引力波卷缠的证据 ， 而这种引力波 ， 即时空涟漪在一个世纪前由阿尔伯特·爱因斯坦首次预测 。
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激光干涉仪引力波天文台（LIGO）的项目在2015年首次实现了对引力波的直接探测 ， 并在随后的几年中补充了很多理论依据 。 探测到的大多数涟漪是由黑洞融合产生的 ， 但是两个黑洞融合过程中有涉及到中子星之间的碰撞 。

通常 ， LIGO旨在寻找由相对低质量的物体相互螺旋形旋转产生的短周期引力波 。 例如 ， 2019年4月的一次探测中被追踪到两个中子星 ， 它们的总质量仅为太阳质量的3.4倍 。

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北美纳赫兹引力波天文台在追逐更大的“鱼”：潜伏在星系心脏部位且可以包含数十亿个太阳质量的噬光怪物 ， 也就是超大质量的黑洞 ， 彼此相融产生的长时间波动 。 项目组成员们说到 ， 检测和研究这些波动应当去除银河系进化产生的数量可观的光线以及星系和它们的中心黑洞之间的关系带来的影响 。

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把我们太阳系的重心确定下来则是这项工作的关键部分 。

研究合著者斯蒂芬·泰勒 ， 也是一位田纳西州范德比尔特大学物理和天文学助理教授 ， 在一次声明中说到 ， “通过利用我们在整个银河系观察到的脉冲星 ， 我们正在尝试变成一个在蛛网中心安安稳稳坐着的蜘蛛.” “在我们尝试去感知网上最微小的震动时 ， 我们对太阳系质心的了解程度就格外重要 。 ”

所以四月发表在《天体物理学杂志》上的最新研究也许最终将是通向突发性发现之路上的一步 。

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泰勒说 ， “我们对散布在整个银河系中的脉冲星的准确观察 ， 让我们比以往任何时候都要准确地在宇宙里定位自己 ， ” ， “通过以这种方法寻找引力波 ， 加上一些其他的实验 ， 我们得到一个对宇宙中各类不同黑洞的更全面的纵览 。 ”

作者：Mike Wall
FY：Astronomical volunteer team
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