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著名雙黑洞系統 OJ 287,首次探測到較小的超大質量黑洞


證實理論推測,天文學家終於確認知名雙黑洞系統 OJ 287 內較小黑洞的實際存在數據。

OJ 287 屬於蠍虎座 BL 型天體,由一大一小黑洞相互繞旋形成,距離地球約 50 億光年。

作為一個知名雙黑洞系統,OJ 287 得到大量研究成果,比如這 2 個黑洞因為靠得非常近,在觀測中很容易合併成一個點,但 40 多年前,芬蘭土庫大學天文學家 Aimo Sillanpää 團隊就注意到該系統的排放有 2 個週期,一個週期約 12 年,另一個週期較長約 55 年,最大可能是該系統由 2 個黑洞圍繞彼此軌道,較短週期與軌道有關,較長週期則是軌道方向緩慢演變的結果。

然而天文學家理論上認定該系統包含一大一小黑洞,卻一直無法直接觀察到來自較小黑洞的數據,直到現在,由芬蘭土庫大學天文學家 Mauri Valtonen、印度塔塔基礎科學研究所天文學家 Achamveedu Gopakumar 領導的團隊,檢測到雙黑洞發出 2 種不同類型訊號,終於證實系統內另一個較小黑洞的實際存在。

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當小黑洞以比光速慢一點的速度規律穿越大黑洞吸積盤,引發的一系列耀斑會揭露軌道運動,經過幾十年努力紀錄小黑洞穿過吸積盤的時間,研究團隊終於能對軌道建模並準確預測這些耀斑何時會再發生。

較小黑洞穿越另一黑洞吸積盤會爆出藍光
1983 年、1994 年、1995 年、2005 年、2007 年、2015 年、2019 年,團隊都成功觀察到模型預測的耀斑,確認 OJ 287 系統存在一對超大質量黑洞,較大者質量為太陽 180 億倍,較小者約太陽 1.5 億倍。

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而 2021、2022 年使用各類型望遠鏡對 OJ 287 進行的觀測活動,更使研究人員首次獲得小黑洞穿過較大黑洞吸積盤的數據:預期會立即出現的超藍閃光,以及較小黑洞自己產生的訊號。

此外還有 2 個大驚喜:發現一種新型耀斑與伽馬射線訊號,前者產生的光比整個星系亮 100 倍,且只持續 1 天,後者被 NASA 費米望遠鏡觀測到,證實較小黑洞的噴流與吸積盤氣體相互作用。

OJ 287 正由事件視界望遠鏡(EHT)與全球毫米波特長基線陣列(GMVA)定期監測,試圖發現超大質量黑洞對的額外證據,尤其是獲取二次噴流的無線電圖像。

新論文發表在《皇家天文學會月報》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)。

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