透镜引力波信号的艺术图。胡彬供图

本报讯（记者崔雪芹）3月31日，北京师范大学物理与天文学院胡彬教授课题组与宁波大学蔡荣根院士团队提出了基于透镜相干效应的强透镜引力波认证新方法。该方法通过识别强透镜引力波中存在的内禀波形畸变，显著降低强透镜引力波认证误报率。相关论文发表于《自然-天文学》。

胡彬表示，该研究还揭示了强透镜引力波研究星系内天体质量和空间分布的能力。这为探测中等质量黑洞、死亡大质量恒星遗迹等目前电磁观测极难捕捉的天体系统提供了全新手段。在不远的将来，人类或将借助引力波洞察宇宙更多的深层奥秘。

强透镜引力波是指受大质量天体（如星系或星系团）引力透镜效应影响的引力波事件。这类信号因其高精度时间测量，具有重要的宇宙学研究价值。然而，引力波空间定位精度较差，普遍在数平方度至数十平方度范围，且参数估计误差难以完全区分所有引力波信号，这导致寻找“双胞胎”或“多胞胎”信号的传统强透镜认证方法误报率太高，面临严峻挑战。

为解决强透镜引力波认证疑难问题，科研人员近年来在多像认证法基础上引入辅助判据，要求多像引力波间的时间延迟分布须符合星系透镜模型预测，并存在特定相位差。然而，这些改进方案仍未突破认证困境。

为攻克这一难题，研究团队关注到，当引力波穿越透镜星系时，会不可避免地受到星系内恒星、黑洞等致密天体的微引力扰动，进而在波形中产生微角秒量级的相干效应特征。此特征是强透镜引力波所独有的特殊信号。

此外，研究团队进一步构建了首个从强透镜引力波认证到宿主星系识别的完整技术体系。研究发现，通过联合运用第四代巡天望远镜（如中国空间站望远镜）与新一代高分辨率空间望远镜（如詹姆斯·韦布空间望远镜），结合强透镜引力波的时间延迟信息，可唯一确定强透镜引力波的宿主星系。该方案为开展强透镜引力波的宇宙学应用建立了系统的理论框架和实证方法。

相关论文信息：

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