35億光年外雙黑洞發出相當於萬億顆恆星的光芒 佐證了黑洞無毛定理

2020-12-05 騰訊網

騰訊太空訊 4月30日消息，據國外媒體報導，著名雙黑洞系統OJ287再次發出亮光，其亮度堪比萬億顆恆星亮度之和，堪稱宇宙中的一場超級燈光秀。

據悉，蝎虎座BL型天體OJ287是一個雙黑洞系統，距離地球約35億光年，其中較小黑洞圍繞超大質量黑洞以橢圓形軌道運動，周期大約12年。

科學家通過計算發現，這個大黑洞是迄今為止人類所發現的宇宙中最大黑洞之一，質量是太陽的180億倍，相對較小的黑洞質量也有太陽的1.5億倍。

該雙黑洞系統中，較小的黑洞會與環繞在超大質量黑洞周圍的吸積盤發生周期性擠壓碰撞，從而產生如同超級耀斑一樣的亮光。其亮度堪比萬億顆恆星亮度之和，因此人類藉助太空望遠鏡從地球可以觀察到雙黑洞系統發出的亮光。

視頻：美國宇航局噴氣推進實驗室有關OJ287的部分動畫效果圖。

但由於OJ287雙黑洞系統中小黑洞運行軌道是橢圓形的，因此與圓盤撞擊的時間間隔並不規律，這使得科學家們很難確定下一次爆發亮光的確切時間。

2010年，研究人員開始建立模型預測OJ287何時會再次爆發亮光。2018年，印度孟買塔塔基礎研究所的科學家們完善了這個模型，預測OJ287再次爆發的超級耀斑將在2019年7月31日達到亮度峰值。研究人員表示，直接觀測到超級耀斑的爆發，是檢驗黑洞「無毛定理」的好機會。

本周二發表在《天體物理學通訊》(Astrophysical Journal Letters)上的一項新研究表明，科學家對超級耀斑爆發時間的預測完全正確。而且幸運的是，美國宇航局的斯皮策太空望遠鏡恰巧在正確時間捕捉到了OJ 287發出的亮光。

「當我第一次觀測OJ287的亮度時，我震驚地發現，斯皮策太空望遠鏡正好觀測到了這次超級耀斑的爆發，」加州理工學院斯皮策副研究員塞波·雷恩（Seppo Laine）在一次發布會上說。值得注意的是，今年1月份退役的斯皮策太空望遠鏡是唯一能清楚觀測到OJ287爆發出亮光的太空望遠鏡。

「非常幸運的是，我們能夠用斯皮策捕捉到亮度峰值，因為沒有其他人造儀器能夠在特定時間點完成這一任務，」 雷恩說。

觀測結果也為科學家驗證無毛定理提供了更多證據。科學家們對OJ287爆發亮光何時達到峰值的預測，也提供了有關OJ287系統和較小黑洞運行軌道的更準確信息。

由於較小黑洞恰好在科學家們預測的時間穿過吸積盤，這表明OJ287中的超大質量黑洞是對稱和平滑的。

但隨著時間推移，OJ287雙黑洞系統中較小的黑洞軌道會不斷縮小，從而距離超大質量黑洞越來越近。最終，超大質量黑洞將在未來1萬年內吞噬掉同伴。

編譯：皎晗，審核：喬輝

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