科学家认为，地球磁层可用作引力波天文台

引力波天文学面临的挑战之一是如何使其能力超越对恒星质量合并的观察。两个黑洞或中子星的碰撞会释放出巨大的引力能，但即使是这样，探测起来也是一个挑战。引力波与大多数物质的耦合并不强，因此需要大量的敏感观测才能观测到。虽然人类在这方面做得越来越好，但现在还有一些建议，希望能让我们的观察更进一步。其中一个例子，是最近的一项研究，该研究着眼于利用地球和木星的磁层。

上图：引力信号可能使天文学家能够观测到早期的膨胀。

高频引力波的观测是引力波天文学的圣杯之一。根据宇宙学的标准模型，这些高频波应该是在大爆炸的早期产生的，特别是作为暴胀期的结果。因此，它们将提供早期暴胀和宇宙演化的详细证据。但目前，这些引力波太过微弱和随机，无法与背景噪音区分开来。

因此，这项新研究着眼于如何间接观察它们。尽管高频引力波很微弱，但它们确实会与所经过的物质相互作用，轻微地挤压和弯曲物质。而且，这不仅适用于物质，也适用于磁场。当引力波穿过磁场时，压缩和弯曲会使磁场发生位移，从而产生光子。因此，研究小组想知道，当穿过相当强的磁场时，比如地球和木星的磁层，这种情况会如何发生。

地球和木星都有强大的磁层。地球的磁层是我们免受太阳耀斑等物质侵害的部分原因。研究小组计算了地球和木星磁层可能产生的光子的光谱和强度，结果令人鼓舞。事实上，目前的地球卫星有可能捕捉到了其中的一些光子，就像环绕木星运行的朱诺号宇宙飞船一样。但由于这些航天器从未被设计用于观测这些东西，因此，它们无法将信号与背景无线电噪声区分开来。

上图：朱诺号在木星的附近。

但这项研究表明，观察高频引力波的影响是可能的。如果我们发射专门设计的航天器进入地球和木星的轨道，我们应该能够探测到引力诱导的光子。更重要的是，通过结合对地球和木星的观测，天文学家还可以确定引力波的来源，因为在地球和木星之间的探测会有时间延迟。

对于引力波天文学家来说，这是一个激动人心的时刻。该领域仍处于起步阶段，但正在迅速成熟。像这样的研究表明，我们甚至还没有接近我们有朝一日可能观察到的极限。

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