黑洞版亂紀元!35億光年外上演離奇現象,科學家作出準確預測

三體迷 發佈 2020-05-04T16:13:38+00:00

在距離地球約35億光年的星系OJ287中心,潛伏著一個質量超過太陽180億倍的超大質量黑洞,這是人類已知的宇宙最大黑洞之一。

在距離地球約35億光年的星系OJ 287中心,潛伏著一個質量超過太陽180億倍的超大質量黑洞,這是人類已知的宇宙最大黑洞之一。

長期觀測表明,這裡正發生一些奇怪的事情——大約每12年,這個超大質量黑洞周圍會爆發兩次驚人耀斑,亮度甚至超過整個銀河系。令人困惑的是,耀斑出現的時間和每兩次耀斑之間的時間間隔都是隨機的。

經過深入研究分析後,天文學家揭示了這一離奇現象背後的奧秘。

原來,這裡並不只有一個黑洞,其實還存在另一個小得多,質量約為太陽1.5億倍的黑洞,而且它正以12年為周期環繞大黑洞運轉。大黑洞在瘋狂吞噬周圍塵埃氣體的過程中形成一個巨大的吸積盤。由於小黑洞的運行軌道與吸積盤所在平面高度傾斜,在環繞大黑洞運轉的每個周期里,小黑洞會穿越吸積盤兩次,並爆發出驚人耀斑。

情況大致如下面的動圖所示:

那麼耀斑爆發的隨機性又是怎麼回事呢?這是因為在無比極端的條件下,平時原本可以被忽視的微妙效應(如引力波)變得顯著,導致小黑洞環繞大黑洞運轉的軌道無法保持穩定,不斷出現偏移。在不同軌道上,小黑洞穿越吸積盤的時間點是不同的,於是造就了這種隨機性,有那麼點亂紀元的味道。

相比於三體問題,這種亂紀元只能算是乞丐版。畢竟,這終究是個二體問題,雖然看似隨機,但在理論上還是能夠對其進行預測的。

早在2010年,科學家就創建了一套計算機模型,用以對耀斑發生的時間進行預測,誤差為1-3周。到了2018年,另一支研究小組發表全新的計算機模型,表示誤差只有4個小時。

當時人類已經捕獲了多起引力波事件,對引力波有了更深入的認識。因此,研究人員得以將引力波納入新模型中,他們同時還考慮了由霍金提出的黑洞無毛定理,最終作出將誤差限制在4個小時的預測。

現在,一項發布在《天體物理學快報》上的新研究宣稱,美國宇航局NASA已退役的斯皮策太空望遠鏡在2019年7月31日的觀測,證實了這套新模型的預測結果。

斯皮策太空望遠鏡是NASA於2003年發射到太空的一台紅外天文望遠鏡,已於2020年1月底退役,生涯運行超過16年。2019年7月31日,斯皮策太空望遠鏡正好處於觀測星系OJ 287的有利位置,幸運地記錄到該星系中心黑洞附近的耀斑爆發,而這一切與18年模型的預測結果相符。

嗯,這個黑洞版亂紀元算是破解了,浸泡!浸泡!!

參考來源:

https://www.space.com/monster-black-holes-dance-spitzer-telescope-discovery.html

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