LIGO和LISA主要探测的波源频域分布。横轴为频率,纵轴为引力波振幅。
引力波源
引力波的产生,是因为非对称的运动造成了四极矩随时间变化。笼统的说法是,只要一个系统在运动时轮廓变化了,就能够生成引力波。例如,一支铅笔的旋转会否产生引力波,要看其旋转轴:沿着铅笔则无,垂直于铅笔则有。另一个简单的例子是哑铃的旋转。如果哑铃的两端好像两个天体互相公转(即旋转轴垂直于连接哑铃两端的把手),它就会产生引力波。如果哑铃的两端质量极高,就可以模拟中子星或黑洞双星系统。非对称系统的质量越高,运动速度越高,其散发的引力波就会越强 。
引力波的频率取决于动态系统的特征时间尺度。对于双星系统,两个天体相互公转的频率就是引力波的频率。引力波源一般以频带分类。1至10 kHz的归为高频波源,来自于中子双星、双黑洞、超新星等等,这一频率段在地基引力波探测器的侦测精度范围以内。1 mHz至1 Hz的归为低频波源,来自于超重黑洞、矮双星、白矮双星等等,能用太空激光干涉仪和航天器多普勒跟踪方法来侦测。1 nHz至1 mHz的归为甚低频波源,来自于超重黑洞、宇宙弦尖点(cosmic string cusp)等等,这是脉冲星计时实验所研究的频带。最后10^−18至10^−15 Hz的归为极低频波源,对应于宇宙微波背景中所能探测到的引力波特征。