ASTROD空间引力波探测优化方案:ASTROD-GW

【摘要】：引力波的存在是广义相对论的直接结果,也是所有具有限传播速度的引力理论的必然结果,1970年以前在引力波探测方面进展比较缓慢。1970年后探测灵敏度有了量级的改进,陆续有多个地面激光干涉引力波探测方案相继实施,如TAMA、GEO、LIGO、VIRGO等。正在筹划中的空间计划有LISA,ASTROD,DECIGO等。激光天文动力学引力波探测任务ASTROD-GW是ASTROD专注于探测引力波的计划。ASTROD-GW引力波探测计划的三个航天器选在地球与太阳的拉格朗日点L3、L4、L5附近,采用连续激光进行相互干涉测距以探测引力波,干涉臂长2亿6千万公里,探测的引力波波长可达LISA的52倍,对范围较大、频率较低的天体运动产生的引力波较为敏感。ASTROD-GW的科学目标是探测超大质量黑洞(10~5-10~9 M_☉)、中等质量黑洞(10~2-10~5 M_☉)、极端质量比黑洞旋进(10-10~3 M_☉黑洞旋进10~6-10~8 M_☉黑洞)、白矮星、中子星和恒星质量黑洞所组成的紧密双星产生的引力波以及元初引力波、弦和玻色星等。本文综述ASTROD-GW空间引力波探测计划的基本方案和科学目标。