宇航局的行星猎人卫星首次直接观测黑洞对中较小的物体

数个国际研究小组已经证实了遥远星系 OJ 287 中心存在两个黑洞的理论，该理论最初由芬兰图尔库大学的天文学家提出。一项新研究表明，2021 年进行的卫星观测首次发现了该对黑洞中较小的一个。

2021 年，宇航局的系外行星搜寻卫星指向 OJ 287 星系，以帮助天文学家证实芬兰图尔库大学研究人员最初提出的该星系中心存在两个黑洞的理论。

凌日系外行星勘测卫星 (TESS) 旨在发现围绕天空中最亮的矮星运行的数千颗系外行星。TESS 发现的行星从小型岩石星球到巨行星不等，展示了我们银河系中行星的多样性。迄今为止，它已发现 410 颗已确认的系外行星或围绕太阳以外的恒星运行的“新星球”。

2021 年，TESS 花了数周时间研究另一种系统，即一个名为 OJ 287 的遥远星系。研究人员发现间接证据表明，OJ 287 中一个质量极大的黑洞正在绕着一个比其大小大 100 倍的巨型黑洞运行。

为了验证小黑洞的存在，TESS 监测了主黑洞及其相关喷流的亮度。直接观察围绕大黑洞运行的小黑洞非常困难，但突然的亮度爆发向研究人员揭示了它的存在。这种事件以前从未在 OJ287 中观测到过，但芬兰图尔库大学的研究员Pauli Pihajoki早在 2014 年的博士论文中就预测了这一事件。根据他的论文，下一次耀斑预计将在 2021 年底发生，当时有几颗卫星和望远镜聚焦于该物体。

TESS 卫星于 2021 年 11 月 12 日格林威治标准时间凌晨 2 点探测到了预期的耀斑，观测结果最近发表在Shubham Kishore、Alok Gupta(印度 Aryabhatta 观测科学研究所)和Paul Wiita(新泽西学院)的一项研究中。该事件仅持续了 12 个小时。如此短暂的持续时间表明，除非事先知道爆发的时间，否则很难发现亮度极高的爆发。在这种情况下，图尔库研究人员的理论被证明是正确的，TESS 在恰当的时间瞄准了 OJ 287。这一发现也得到了宇航局的 Swift 望远镜的证实，该望远镜也瞄准了同一目标。

此外，由波兰克拉科夫雅盖隆大学的Staszek Zola领导的大型国际合作小组使用位于地球不同地区的望远镜探测到了同一事件，因此在整个白天，至少在其中一个望远镜位置总是处于夜间。此外，由Svetlana Jorstad和其他观察员领导的波士顿大学小组通过研究耀斑前后的光偏振证实了这一发现。

在一项结合所有先前观察结果的新研究中，图尔库大学的毛里·瓦尔托宁教授和他的研究团队表明，这束持续 12 小时的光芒来自于轨道上较小的黑洞及其周围环境。

当小黑洞“吞噬”大黑洞周围吸积盘的一大块，将其变成向外的气体喷流时，亮度会快速爆发。然后，小黑洞的喷流比大黑洞的喷流更亮，持续约 12 小时。这使得 OJ287 的颜色不那么红，或者说是“电影 ”，而不是正常的。爆发后，又回来了。“电影 ”表示在 12 小时内，我们看到的是来自小黑洞的光。从同一时间段内 OJ287 发出的光的其他特征可以推断出相同的结果。

“因此，我们现在可以说，我们第一次&luo;看到&ruo;了绕轨道运行的黑洞，就像我们可以说 TESS 看到了绕其他恒星运行的行星一样。与行星一样，直接拍摄较小黑洞的图像也极其困难。事实上，由于 OJ 287 距离遥远，接近 40 亿光年，我们的观测方法可能需要很长时间才能发展到足以拍摄较大黑洞的照片，”瓦尔托宁教授说。

“然而，较小的黑洞可能很快就会以其他方式揭示其存在，因为它预计会发射纳赫兹引力波。未来几年，成熟的脉冲星计时阵列应该可以探测到 OJ 287 的引力波，”印度塔塔基础研究院的A. Gopakumar说道。

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