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『天文科普』12年一轮回：双黑洞共舞纵穿吸积盘，“你中有我我中有你”

美国宇航局（NASA）斯皮策（Spitzer）太空望远镜即将退役 ， 但在其服役16.5年所观察的现象将是未来多年研究主题 。比如说 ， 斯皮策是唯一一个观察到远星系OJ287中心发生的令人震惊现象的望远镜：一个黑洞围绕超大质量黑洞(SMBH)运动 ， 并定期会穿过其吸积盘 。
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每当小黑洞穿过吸积盘时 ， 都会产生比银河系所有恒星发光总和还要强烈的闪光 。通过斯皮策的观测数据 ， 国际天文学家小组得以创建相关模型 ， 可准确预测闪光发生时间与较小黑洞的运动轨道 。这个发现不仅演示了广义相对论 ， 而且也是对斯蒂芬·霍金的“黑洞无毛定理”的验证 。
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位于距地球35亿光年的OJ287星系通常被誉为‘耀变体’ ， 即具有异常活跃的星系核并从其中心喷发高能量粒子的星系 。在其中心是超大质量黑洞（SMBH） ， 质量约为太阳180亿倍 ， 为迄今人类发现最大黑洞 ，银河系中心（射手座）的黑洞也才约为太阳质量的40倍 。
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在这数十年里 ， 天文学家意识到该黑洞的双星性质 ， 并推测它的同伴 ， 那个约为太阳质量1.5亿倍的黑洞 ， 每12年完成一次公转 ， 每次公转会撞击超大质量黑洞（SMBH）吸积盘两次 。这些碰撞会产生膨胀的热气气泡（耀斑） ， 这些气泡会偏移吸积盘并发出极强光 。
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这些耀斑被称作‘埃丁顿耀斑’ ， 为纪念1919年亚瑟·爱丁顿爵士日全食观测一百年 。这个伟大的观测证实了在其四年前阿尔伯特·爱因斯坦正式提出的广义相对论 。
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因为小型黑洞的运行轨道不规则 ， 它每十二年都会偏离轨道一些 ， 且与吸积盘的角度发生倾斜 。这意味着在运行周期中 ， 它每次与吸积盘相撞产生耀斑的时间将不一 。但只要天文学家意识到其双星属性 ， 他们就可以尝试构架准确预测下一次耀斑发生的模型 。
2010年 ， 科学家们首次成功构建预测耀斑发生模型 ， 该模型可提前1-3周预测耀斑的发生 。2015年12月 ， 通过该模型成功提前3周预测到耀斑的发生 ， 证明了这一模型的可靠性 。直到2018年 ， 该团队构建了一个更加准确可靠的模型 ， 可提前4周预测到闪光的发生 。
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图：OJ289星系的双黑洞系统 。天文观察者们证实了这一模型的准确性 。图源土耳其大学（University of TurkuIn） 。该团队最近运用斯皮策望远镜的观测数据成功预测到2019年7月31日那天会出现耀斑 ， 证实这一预测模型的准确性 。最近 ， 一篇名为“斯皮策望远镜对耀变体OJ287爱丁顿耀斑的观测结果 ”的论文记录了这一发现 ， 发表在了天文物理期刊快讯（the Astrophysical Journal Letters）上 。


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