宇宙引力之舞:首次直接捕获类星体OJ 287中的双超大质量黑洞

编辑者: Uliana S.

在天文探索史上,一项里程碑式的成就首次达成:科学家们成功获取了直接的射电图像,清晰地捕捉到了遥远类星体OJ 287核心处,两个超大质量黑洞相互环绕的引力之舞。这一壮观的宇宙现象位于距地球大约五亿光年的遥远深空,它为数十年来暗示此类双星系统存在的理论构建,提供了无可辩驳的直观视觉佐证。这项突破性发现已在权威期刊《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal)上正式发表,标志着天文学界的研究从纯粹的推测模型,历史性地迈向了可触及的视觉证据阶段。

类星体OJ 287因其异常的亮度而闻名,其光芒甚至强大到足以被拥有私人望远镜的业余天文学家观测到。然而,它长期以来因其独特的12年光度变化周期而成为一个未解之谜。这种周期性变化自19世纪以来就一直被追踪记录,它成为了科学家们推断存在第二个、质量较小的黑洞围绕主导者运行的关键线索。双星系统的假设最早于1980年代提出,而今,通过国际合作,特别是俄罗斯“斯佩克特尔-R”(Spektr-R)卫星上的“射电天文台”(RadioAstron)空间射电望远镜的共同努力,这一理论假设终于获得了视觉上的确凿证实。

此次获得的射电图像拥有空前的分辨率,其清晰度大约是传统光学望远镜能力的100,000倍。它不仅揭示了这两个超大质量天体本身,还展示了它们复杂的动态特性。该系统的主要成员,即质量更大的那个黑洞,其质量估计约为180亿个太阳质量。而它的伴星则显著较小,质量约为1.5亿个太阳质量。尽管黑洞本身无法被直接观测,但它们的存在通过发射强大的射电喷流(即“喷流”)得以暴露。特别引人注目的是来自较小黑洞的喷流:它呈现出明显的弯曲形态,如同“摇摆的尾巴”,这正是其围绕着更大伴星进行轨道运动所产生的直接后果。

这种独特的效应使得图尔库大学(University of Turku)的研究员毛里·瓦尔托宁(Mauri Valtonen)等学者,不仅能够确认这对黑洞的共存,还能进一步精确化该系统的动力学模型。更令人振奋的是,通过对“射电天文台”2014年旧数据的深入分析,研究人员成功地捕捉到了来自较小黑洞的微弱信号,其难度之高,堪比试图在月球表面辨认一枚硬币。这一成就为理解星系核的演化开启了崭新的篇章,因为这类巨型黑洞的合并被认为是星系成长的关键过程。科学家们预测,在2030年代,轨道运动将再次使较小黑洞的喷流对准我们的视线,届时将为研究这一宏伟的宇宙相互作用提供前所未有的观测机会。

来源

  • Passione Astronomia

  • Historic First: RadioAstron Captures Image of Two Black Holes Orbiting Each Other

  • Image of two black holes circling each other captured for the first time

  • Scientists Capture Stunning New Image of OJ 287: Revealing the Heart of a Mysterious Galaxy

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