在一個著名的雙星系統(tǒng)中首次發(fā)現(xiàn)次級超大質(zhì)量黑洞
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OJ287作為二元黑洞系統(tǒng)的藝術(shù)插圖。1.5億個太陽質(zhì)量的雙星次級黑洞圍繞180億個太陽質(zhì)量的初級黑洞運動。一個氣體盤圍繞著后者。系統(tǒng)現(xiàn)次次級黑洞被迫在其12年的中首軌道上撞擊吸積盤兩次。撞擊產(chǎn)生了藍色閃光，大質(zhì)洞于2022年2月被探測到。量黑此外，個著撞擊還導(dǎo)致次級黑洞提前幾周發(fā)出明亮的雙星輻射爆發(fā)，這些爆發(fā)也作為次級黑洞的系統(tǒng)現(xiàn)次直接信號被檢測到。信用:AAS 2018
（神秘的中首地球uux.cn）據(jù)圖爾庫大學(xué)：質(zhì)量是太陽幾十億倍的超大質(zhì)量黑洞存在于活躍星系的中心。天文學(xué)家觀察到它們是大質(zhì)洞明亮的星系核心，星系的量黑超大質(zhì)量黑洞從一個叫做吸積盤的猛烈漩渦中吞噬物質(zhì)。一些物質(zhì)被擠壓成強大的個著噴射流。這一過程使得銀河系核心在整個電磁頻譜上發(fā)出明亮的雙星光。
在最近的系統(tǒng)現(xiàn)次一項研究中，天文學(xué)家通過與物質(zhì)吸積到兩個黑洞相關(guān)的噴流發(fā)出的信號，發(fā)現(xiàn)了兩個超大質(zhì)量黑洞相互環(huán)繞的證據(jù)。這個星系，或者技術(shù)上稱為類星體，被命名為OJ287，它作為一個二元黑洞系統(tǒng)得到了最徹底的研究和最好的理解。天空中，黑洞靠得如此之近，以至于它們合并成了一個點。通過檢測它發(fā)出的兩種不同類型的信號，這個點實際上由兩個黑洞組成的事實變得很明顯。這一結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在皇家天文學(xué)會的月刊上。
活躍星系OJ 287位于巨蟹座方向，距離約50億光年，自1888年以來一直被天文學(xué)家觀測到。早在40多年前，圖爾庫大學(xué)的天文學(xué)家艾沫·西蘭帕和他的同事們就注意到，它的發(fā)射有一個顯著的模式，有兩個周期，一個約為12年，較長的約為55年。他們認為這兩個周期是由兩個黑洞圍繞彼此的軌道運動造成的。較短的周期是軌道周期，較長的周期是軌道方向緩慢演變的結(jié)果。
當(dāng)次級黑洞以比光速稍慢的速度有規(guī)律地穿過主黑洞的吸積盤時，就會出現(xiàn)一系列耀斑，從而揭示軌道運動。次級黑洞的這種投入加熱了圓盤物質(zhì)，熱氣以膨脹氣泡的形式釋放出來。這些熱氣泡需要幾個月的時間來冷卻，同時它們輻射并產(chǎn)生閃光——耀斑——持續(xù)大約兩周，比一萬億顆恒星還要亮。
經(jīng)過幾十年的努力來估計次級黑洞穿過吸積盤的時間，芬蘭圖爾庫大學(xué)的天文學(xué)家在Mauri Valtonen和他的合作者印度孟買塔塔基礎(chǔ)研究所的Achamveedu Gopakumar等人的領(lǐng)導(dǎo)下，能夠模擬軌道并準(zhǔn)確預(yù)測這些耀斑何時發(fā)生。
1983年、1994年、1995年、2005年、2007年、2015年和2019年成功的觀測活動使該團隊能夠觀測到預(yù)測的耀斑，并證實了OJ 287中存在超大質(zhì)量黑洞對。
“現(xiàn)在預(yù)測的耀斑總數(shù)為26個，幾乎所有的都被觀測到了。這對黑洞中較大的黑洞重量超過我們太陽質(zhì)量的180億倍，而伴星大約輕100倍，它們的軌道是長方形的，而不是圓形的，”Achamveedu Gopakumar教授說。
盡管做了這些努力，天文學(xué)家還是沒能觀察到來自較小黑洞的直接信號。在2021年之前，它的存在只能從耀斑和它使較大黑洞的噴流擺動的方式中間接推斷出來。
“這兩個黑洞在天空中離得如此之近，以至于人們無法單獨看到它們，它們在我們的望遠鏡中合并成了一個點。只有當(dāng)我們清楚地看到來自每個黑洞的獨立信號時，我們才能說我們實際上已經(jīng)‘看到’了它們，”主要作者Mauri Valtonen教授說。
首次直接觀察到較小的黑洞
令人興奮的是，2021/2022年對OJ 287的觀測活動使用了大量各種類型的望遠鏡，使研究人員首次獲得了次級黑洞穿過吸積盤的觀測結(jié)果，以及較小黑洞本身發(fā)出的信號。
“2021/2022年期間在OJ287的研究中具有特殊的意義。早些時候，有人預(yù)測，在此期間，次級黑洞將穿過它更大質(zhì)量的同伴的吸積盤。Mauri Valtonen教授說:“預(yù)計撞擊后會產(chǎn)生非常藍的閃光，在預(yù)計時間的幾天內(nèi)，捷克技術(shù)大學(xué)和捷克天文研究所的Martin Jelinek和他的同事確實觀察到了這種現(xiàn)象。
然而，有兩個大驚喜——以前沒有探測到的新型耀斑。波蘭克拉科夫雅蓋隆大學(xué)的斯塔澤克·佐拉在一次詳細的觀測活動中首次看到了它們，這是有充分理由的。佐拉和他的團隊觀察到一個大耀斑，產(chǎn)生的光比整個星系多100倍，并且只持續(xù)了一天。
“根據(jù)估計，耀斑發(fā)生在較小的黑洞在其陷入過程中接受了大量新氣體后不久。是吞咽的過程導(dǎo)致OJ287突然變亮。人們認為這個過程增強了從OJ 287的較小黑洞射出的噴流的能量。瓦爾托寧解釋說:“像這樣的事件在十年前就被預(yù)測到了，但直到現(xiàn)在還沒有得到證實?！?。
第二個意想不到的信號來自伽馬射線，它是由美國宇航局的費米望遠鏡觀測到的。OJ287六年來最大的伽馬射線耀斑發(fā)生在較小的黑洞穿過主黑洞的氣體盤時。較小黑洞的噴流與圓盤氣體相互作用，這種相互作用導(dǎo)致伽馬射線的產(chǎn)生。為了證實這一想法，研究人員證實了類似的伽馬射線耀斑已經(jīng)在2013年發(fā)生過，當(dāng)時小黑洞上次穿過氣體盤，從相同的觀察方向看。
“那么一日爆呢，為什么我們之前沒有看到？OJ287從1888年開始被記錄在照片中，并從1970年開始被廣泛關(guān)注。事實證明，我們只是運氣不好。沒有人在OJ287進行一夜特技表演的那幾個晚上觀察到它。如果沒有佐拉小組的嚴(yán)密監(jiān)視，我們這次也可能會錯過，”瓦爾托寧說。
這些努力使得OJ 287成為超大質(zhì)量黑洞對的最佳候選，這種黑洞對正在以納米赫茲的頻率發(fā)送引力波。此外，事件視界望遠鏡(EHT)和全球mm-VLBI陣列(GMVA)聯(lián)盟正在對OJ 287進行例行監(jiān)測，以探索在其中心存在超大質(zhì)量黑洞對的更多證據(jù)，特別是試圖獲得二次噴流的無線電圖像。