作为纳赫兹引力波源的强大引力透镜超大质量黑洞双星

超大质量黑洞双星系统（SMBHBs）应是宇宙中最强的引力波（GWs）源。一旦脉冲星计时阵列（PTAs）探测到来自其宇宙并合历史的随机引力波背景，搜寻可单独分辨的双星将变得更为重要。由于这些单个 SMBHBs 预期较为稀少，我们在此探索强引力透镜如何作为一种工具，通过放大较暗的源并使其进入视场来提升它们的探测前景。与电磁波不同（几何光学极限几乎总是成立），对于引力波，当引力波波长大于透镜的史瓦西半径（即 $M_{\rm lens} \sim 10^8\,(\frac{f}{mHz})^{-1}\,M_\odot$）时，波的衍射干涉效应会变得重要。对于本工作所探索的引力波频率范围，几何光学极限成立。我们研究了在类星体作为指示近期并合的明亮信标这一假设下，当前及未来 PTAs 可能探测到的 SMBHBs 的引力波信号。利用从类星体导出的黑洞质量函数以及有物理动机的放大分布，我们预期可探测到少数直至 $z \approx 2$ 的强透镜双星系统。此外，对于一系列固定放大率 $2 \leq \mu \leq 100$，强透镜为 PTAs 额外增加至多 $\sim$30 个可探测双星。最后，我们探究了从这些强透镜双星系统同时观测时间延迟电磁信号与引力波信号的可能性——这将为我们提供关于其轨道演化的前所未有的多信使见解。