在距离地球约35亿光年的星系OJ 287中心,潜伏着一个质量超过太阳180亿倍的超大质量黑洞,这是人类已知的宇宙最大黑洞之一。
长期观测表明,这里正发生一些奇怪的事情——大约每12年,这个超大质量黑洞周围会爆发两次惊人耀斑,亮度甚至超过整个银河系。令人困惑的是,耀斑出现的时间和每两次耀斑之间的时间间隔都是随机的。
经过深入研究分析后,天文学家揭示了这一离奇现象背后的奥秘。
原来,这里并不只有一个黑洞,其实还存在另一个小得多,质量约为太阳1.5亿倍的黑洞,而且它正以12年为周期环绕大黑洞运转。大黑洞在疯狂吞噬周围尘埃气体的过程中形成一个巨大的吸积盘。由于小黑洞的运行轨道与吸积盘所在平面高度倾斜,在环绕大黑洞运转的每个周期里,小黑洞会穿越吸积盘两次,并爆发出惊人耀斑。
情况大致如下面的动图所示:
那么耀斑爆发的随机性又是怎么回事呢?这是因为在无比极端的条件下,平时原本可以被忽视的微妙效应(如引力波)变得显著,导致小黑洞环绕大黑洞运转的轨道无法保持稳定,不断出现偏移。在不同轨道上,小黑洞穿越吸积盘的时间点是不同的,于是造就了这种随机性,有那么点乱纪元的味道。
相比于三体问题,这种乱纪元只能算是乞丐版。毕竟,这终究是个二体问题,虽然看似随机,但在理论上还是能够对其进行预测的。
早在2010年,科学家就创建了一套计算机模型,用以对耀斑发生的时间进行预测,误差为1-3周。到了2018年,另一支研究小组发表全新的计算机模型,表示误差只有4个小时。
当时人类已经捕获了多起引力波事件,对引力波有了更深入的认识。因此,研究人员得以将引力波纳入新模型中,他们同时还考虑了由霍金提出的黑洞无毛定理,最终作出将误差限制在4个小时的预测。
现在,一项发布在《天体物理学快报》上的新研究宣称,美国宇航局NASA已退役的斯皮策太空望远镜在2019年7月31日的观测,证实了这套新模型的预测结果。
斯皮策太空望远镜是NASA于2003年发射到太空的一台红外天文望远镜,已于2020年1月底退役,生涯运行超过16年。2019年7月31日,斯皮策太空望远镜正好处于观测星系OJ 287的有利位置,幸运地记录到该星系中心黑洞附近的耀斑爆发,而这一切与18年模型的预测结果相符。
嗯,这个黑洞版乱纪元算是破解了,浸泡!浸泡!!
参考来源:
https://www.space.com/monster-black-holes-dance-spitzer-telescope-discovery.html
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