2015年，科學(xué)家通過引力波探測到雙黑洞并合信號(hào)。2017年，雙中子星并合產(chǎn)生的引力波及其多波段電磁信號(hào)被發(fā)現(xiàn)。2019年，科學(xué)家探測到質(zhì)量超過100倍太陽質(zhì)量的中等質(zhì)量黑洞。隨著LIGO/Virgo/Kagra（LVK）合作網(wǎng)絡(luò)推進(jìn)，已確認(rèn)超過百例引力波事件。研究正從“發(fā)現(xiàn)模式”轉(zhuǎn)向“常規(guī)觀測模式”。未來，隨著更多引力波事件的積累，科學(xué)家有望探測到透鏡引力波。

透鏡引力波不同于電磁窗口中的引力透鏡現(xiàn)象。它的長波特性能夠激發(fā)透鏡的波動(dòng)光學(xué)效應(yīng)，可以為研究致密且難以觀測的天體如中等質(zhì)量黑洞提供新窗口。近期，中國科學(xué)院院士蔡榮根課題組與北京師范大學(xué)胡彬課題組合作，提出了基于相干效應(yīng)的透鏡引力波探測方法。

宇宙學(xué)模擬和超新星觀測表明，透鏡引力波事件的發(fā)生概率約為千分之一。預(yù)計(jì)在2030年左右，隨著LVK探測精度提升，科學(xué)家有望認(rèn)證透鏡引力波。傳統(tǒng)認(rèn)證方法通過比較引力波信號(hào)的相似性，但由于天區(qū)定位精度不足，易產(chǎn)生假陽性事件，挑戰(zhàn)認(rèn)證工作。

引力波信號(hào)通過透鏡星系時(shí)，受到其中致密天體的引力作用，導(dǎo)致微小的光線偏折即微引力透鏡效應(yīng)。這種偏折使引力波信號(hào)產(chǎn)生干涉，進(jìn)而畸變原始波形。該研究提出了搜尋這些微小畸變來認(rèn)證透鏡引力波的方法。同時(shí)，借助多信使觀測，研究提出通過比較引力波和光學(xué)透鏡圖像的多像時(shí)間延遲來驗(yàn)證宿主星系。這一方法避免了傳統(tǒng)認(rèn)證的高誤報(bào)率，為透鏡引力波的認(rèn)證提供了完整方案。

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上述研究為透鏡引力波的探測提供了可行方法，揭示了微引力透鏡效應(yīng)對(duì)致密天體特性的高度敏感性，為研究中等質(zhì)量黑洞等難以觀測的天體開辟了新路徑。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然-天文學(xué)》（Nature Astronomy）上。

論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41550-025-02519-5