跳舞黑洞碰撞释放出比万亿星亮的闪光

此图像在OJ 287 Galaxy中显示了两个大规模的黑洞。较小的黑洞轨道较大，其也被气体圆盘包围。当较小的黑洞通过盘崩溃时，它会产生比1万亿星的耀斑。

最近退休的红外天文台是唯一一个望远镜闪光的闪光灯，可容纳关于这些宇宙谜团的物理特征的线索。

黑洞在太空中没有静止;事实上，他们可以非常积极运动。但是因为它们是完全黑暗的，不能直接观察，他们不容易学习。科学家终于突出了两个巨大的黑洞之间复杂舞蹈的精确时间，揭示了关于这些神秘宇宙物体的物理特征的隐藏细节。

OJ 287 Galaxy主持有史以来最大的黑洞之一，拥有超过180亿倍的太阳的巨额。轨道这个庞然大物是另一个黑洞，太阳质量约1.5亿倍。每12年两次，较小的黑洞通过围绕其较大的伴侣围绕巨大的气体崩溃，营造出比万亿星的闪光更亮，甚至比整个银河系的银河系更亮。光线需要35亿多年来达到地球。

但是较小的黑洞的轨道是椭圆形的，而不是圆形，而且它不规则：它在更大的黑洞周围的每个环移动位置，并相对于气体倾斜。当较小的黑洞撞击磁盘时，它会产生两个膨胀的热气气泡，热气体沿相反方向远离盘，并且在不到48小时内，系统出现在亮度中的四倍。

由于不规则的轨道，黑洞在每12年轨道期间在不同时间与盘碰撞。有时耀斑似乎只有一年;其他时候，除了10年之外。尝试模拟轨道和预测当燃烧会发生几十年时，但在2010年，科学家创造了一种可以预测其发生在大约一到三周内的模型。他们证明，他们的模型是通过预测2015年12月在三周内的耀斑的出现来正确的。

然后，2018年，印度塔塔基本研究所基础研究院的研究生Lankeswar dey的一群科学家刊登了一篇文章，他们声称能够预测未来耀斑的时间到四个小时内。在Astrophysical Jourse封信中发表的一项新的研究中，那些科学家们报告说，他们准确地预测2019年7月31日发生的耀斑，证实了该模型是正确的。

观察该耀斑几乎没有发生。因为OJ 287从地球上的阳光下的另一侧，从地面和地球轨道上的所有望远镜的看法，黑洞不会在9月初恢复观察这些望远镜，长时间跳动褪色。但该系统在美国宇航局的Spitzer太空望远镜视图中，该机构于2020年1月退休。

经过16年的业务后，航天器的轨道从地球上放置了15800万英里（254亿公里），或者地球和月球之间的距离超过600倍。从这个Vantage Point，Spitzer可以从7月31日（当天早在9月初）到9月初的系统，当时OJ 287将可观察到地球上的望远镜。

“当我第一次检查OJ 287的可见性时，我感到震惊地发现，当帕萨迪纳Caltech / IPAC的副员工科学家Seppo Laine说，加利福尼亚州过度监督Spitzer对系统的观察。“这非常幸运，我们能够用斯皮策捕捉这种火炬的峰值，因为没有其他人造的乐器能够在那个特定时间点实现这个壮举。”

太空涟漪

科学家定期模拟我们的太阳系中的小物体的轨道，就像太阳周围的彗星，考虑到最大影响他们的运动的因素。对于那种彗星，太阳的重力通常是主要的力量，但附近的行星的引力也可以改变其路径。

确定两个巨大的黑洞的运动更复杂。科学家必须考虑可能不会产生较小物体的因素;其中的主要是称为引力波浪。爱因斯坦的一般相对论理论将重力描述为对物体的质量的空间翘曲。当物体通过空间移动时，扭曲变成波浪。爱因斯坦预测了1916年的引力波的存在，但在2015年通过激光干涉仪重力波观测台（Ligo）直到2015年没有直接观察到。

物体的质量越大，它创造的引力波的越来越大。在OJ 287系统中，科学家期望引力波太大，使得它们可以远离系统带来足够的能量，以便可测量地改变较小的黑洞的轨道 - 因此喇叭口的定时。

虽然以前的OJ 287的研究占引力波，但2018年模型是最详细的。通过将从Ligo的重力波检测收集的信息集成，它改进了预期火炬的窗口仅为1 1/2天。

为了进一步改进耀斑的预测只需四个小时，科学家们详细折叠了关于更大的黑洞的物理特性。具体而言，新模型包含称为黑洞“无头发”定理的东西。

在20世纪60年代发表了一群物理学家，其中包括斯蒂芬霍金，定理对黑洞“表面的性质进行了预测。虽然黑洞没有真正的表面，但科学家知道他们周围有一个界限，没有什么 - 甚至没有光 - 可以逃脱。一些想法，即外缘，称为事件地平线，可能是诅咒或不规则的，但“表面”没有这样的功能，甚至没有头发（定理名称是一个笑话）的无头发定理。

换句话说，如果一个人沿着其旋转轴切割中间的黑洞，则表面将是对称的。（地球的旋转轴几乎完全与北极和南极完美一致。如果你沿着那个轴切成一半并比较了两半的星球，你会发现我们的星球大多是对称的，尽管海洋和山脉等特征在一半之间产生了一些小变化。）

寻找对称性

在20世纪70年代，CALTECH EMERITUS KIP Thorne教授描述了这种情景如何 - 卫星轨道轨道巨大的黑洞 - 可能会揭示黑洞的表面是否光滑或颠簸。通过正确预测较小的黑洞的轨道用这种精确度，新模型支持无头发定理，这意味着我们对这些令人难以置信的奇怪宇宙物品的基本了解是正确的。换句话说，OJ 287系统支持黑洞表面沿其旋转轴对称的想法。

那么巨大的黑洞表面的平滑度如何影响较小的黑洞轨道的时间？该轨道主要由较大的黑洞的质量决定。如果它增长了更多的巨大或脱掉其一些统一，那将改变较小的黑洞轨道的大小。但群众的分布也是如此。大黑洞一侧的大量凸起会使其周围的空间不同于黑洞对称。然后，这将改变较小的黑洞的路径，因为它轨道伴随着它的伴侣，并且可测量地改变黑洞与该特定轨道上的磁盘的碰撞的定时。

“对于我们证明或反驳无头发定理的黑洞科学家非常重要。如果没有它，我们就无法相信霍金和其他人所设想的黑洞，“芬兰图尔库大学的天体物理学家Mauri Valtonen说，纸上的一位纸张。

科学界将继续通过Spitzer数据档案库对Spitzer科学数据进行分析，该档案库位于帕萨迪纳市Caltech IPAC的红外科学档案馆中。JPL为美国国家航空航天局（NASA）在华盛顿的科学任务局管理Spitzer任务的运作。科学操作是在加州理工学院IPAC的Spitzer科学中心进行的。航天器的运作设在科罗拉多州利特尔顿的洛克希德·马丁太空公司。加州理工学院为NASA管理JPL。

参考：“Spitzer Eddington Flare从Blazar OJ 287的观察到By Seppo Laine，Lankeswar Dey，Mauri Vantonen，A.Gopakumar，Stanislaw Zola，S. Komossa，Mark Kidger，Pauli Pihajoki，JoséL.Gómez，Daniel Caton，Stefano Ciprini ，Marek Drozdz，Kosmas Gozeas，Vira Godunova，Shirin Haque，Felix Hildebrandt，Rene Hildebrandt，Helen Jermak，Albert Khkg，Harry Lehto，Alexios Liakos，Katsura Matsumoto，Markus Mugrauer，Tapio Hondo，Daniel E. Reichart，Andrii Simon，Michal Siwak和Eda Sonbas，2020年4月28日，The Astrophysical Journy Libkets.doi：
10.3847 / 2041-8213 / AB79A4