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双黑洞系统震撼现身!40亿光年外上演宇宙级“偷窃”大戏

时间:2025-01-09 12:19:09来源:天文在线编辑:快讯团队

在浩瀚的宇宙中,一个令人惊叹的天文现象被科学家们捕捉到了。美国宇航局的凌日系外行星勘测卫星在一次偶然的机会中,发现了一对超大质量的黑洞,这一发现得益于其中一个较小黑洞释放出的类星体喷流,它们仿佛在宇宙中泄露了自己的行踪。

这对黑洞位于OJ 287星系中心,科学家们通过详细观测和数据分析,揭示了这个双黑洞系统的秘密。其中一个黑洞正在穿越另一个黑洞的吸积盘,这种相互作用导致OJ 287星系的亮度急剧提升,形成了短暂的双类星体现象。类星体,这一遥远星系中极为活跃的星系核,其亮度之高,甚至能被业余天文望远镜捕捉到。

OJ 287星系中的这一双黑洞系统,其活动模式极具规律性。早在19世纪晚期,科学家们就观测到该星系的亮度每隔12年就会增亮一次。这一周期性现象曾让科学家们困惑不已,直到芬兰图尔库大学的博士生泡利•佩荷尤奇提出了一种理论:一个小质量黑洞围绕主黑洞旋转,并与之相互作用,导致亮度剧增。这一理论在随后的观测中得到了证实。

2021年11月,凌日系外行星勘测卫星暂停了对系外行星的探测任务,转而专注于分析OJ 287星系。与此同时,美国宇航局的雨燕卫星、费米伽马射线望远镜以及一系列地面望远镜也加入了观测行列。在11月12日,凌日系外行星勘测卫星探测到OJ 287星系亮度突然增加了2个星等,并持续了12小时,释放的能量相当于100个星系的总和。这一爆发正是来自第二个黑洞的喷流,费米伽马射线望远镜也观测到了一次伽马射线暴。

通过这次观测,科学家们确定了这两个黑洞的质量:主黑洞质量高达183.5亿太阳质量,而另一个黑洞的质量也达到了1.5亿太阳质量。相比之下,银河系中心的黑洞质量仅为410万太阳质量,显得微不足道。这一发现不仅揭示了双黑洞系统的奥秘,也让我们对宇宙中的黑洞有了更深的认识。

然而,双黑洞系统的发现并非易事。由于我们既不知道这种事件何时发生,也不知道它在哪里发生,因此很可能错过了大量的双黑洞爆发事件。但未来,随着科技的进步和观测技术的提高,这类事件将无处“躲藏”。爱因斯坦预言的引力波将有助于我们更好地观测双黑洞系统,而脉冲星计时阵列技术的成熟也将使我们能够探测到OJ 287星系等双黑洞系统发出的引力波。

脉冲星计时阵列技术基于深空中一系列脉冲星的自旋进行观测。脉冲星是旋转的中子星,它们不断对外发射无线电信号,就像太空中的“灯塔”一样。通过观测这些无线电信号的出现时间,我们可以测量脉冲星的自转频率,并利用其极高的精确性来测量时间。当引力波扫过时,它会扭曲我们和脉冲星之间的空间,从而影响我们观测到脉冲信号的时间。

双黑洞系统对于超大质量黑洞的增长具有重要意义。研究表明,超大质量黑洞的合并是其增长的第二大影响因素。当两个黑洞在旋转合并过程中,会产生引力波。虽然这种引力波在频率上很低,难以被现有的探测器检测到,但科学家们已经计划发射名为“激光干涉空间探测器”的设备,用于探测黑洞的合并事件。

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