不再是猜测 科学家首度拍下“摇尾巴”黑洞对

　　天文学家首次成功拍摄到两个黑洞相互绕行的射电（无线电）影像，为长期以来理论预测的“黑洞对”存在，提供了确凿的视觉证据。

　　这两个黑洞位于一个名为OJ287的超大质量黑洞双星系统的核心，距离地球约50亿光年。它们锁定在一个运行周期长达12年左右的轨道上，这次的发现是通过地面和太空望远镜捕捉到的微弱射电光波动而实现的。

　　较小的黑洞被捕捉到发出一股接近光速的粒子喷流，它像旋转的花园水管或狗狗尾巴摇摆一样扭曲。较大的黑洞则产生一个被称为OJ287耀变体（blazar）的巨型宇宙喷泉，它是一个超大质量怪物，质量约为太阳的180亿倍。这项突破性发现于周四（10月9日）发表在《天文物理学杂志》（The Astrophysical Journal）上。

　　这次成像成功的关键，在于使用了俄罗斯RadioAstron（Spektr-R）卫星上的射电天线，配合地面网络进行观测：

　　作为干涉仪的一部分，这颗卫星的天线延伸到地球到月球平均轨道距离的一半（大约192,200公里）。

　　因此，它提供了极高的解析度，这是纯粹依靠地球上的望远镜网络无法达到的。

　　影像使用的是2011年至2019年RadioAstron运行期间的数据，并结合了地面望远镜的观测。

　　验证长达40年理论预测

　　此次观测并非偶然发现，而是对长达40年理论预测的验证：早在19世纪末的照相底片上，就已记录了OJ287亮度有规律的变化——大约11至12年为一个周期，特别是会出现两次狭窄的亮度峰值（双峰爆发）。

　　这种双峰变化被认为是由于较小的黑洞（太阳质量1.5亿倍左右）在椭圆轨道上绕行较大的黑洞时，两次冲撞了主黑洞周围的吸积盘所致。

　　研究团队正是根据基于广义相对论计算出的双黑洞轨道模型，预测了两个喷流在图像中应该出现的位置，而实际影像与预测位置吻合。

　　黑洞双星特性与未来

　　最终的射电图像并不是黑洞的阴影，而是它们发出的强烈粒子喷流。较大的黑洞产生耀变体OJ287的巨型喷流，而较小的黑洞则产生一个扭曲的喷流（被比作“摇摆的狗尾巴”）。

　　这个黑洞对的距离约为0.1到0.25光年，大致相当于半人马座Proxima恒星与半人马座行星A和B之间的距离，这在紧凑的超大质量黑洞双星系统中相对罕见。同时，主黑洞是迄今为止发现的黑洞中质量最大的之一。

　　研究人员预计，在未来几年内，随着较小的黑洞改变其速度和方向，其喷流的扭曲方向也将改变，这将是验证黑洞双星系统存在的决定性证据。

　　由于引力波的辐射，这两个黑洞的轨道正在衰减，预计它们将在约1万年内合并成一个更大的黑洞。

　这张艺术动画图展示了OJ 287双黑洞系统的运作模型：较小的黑洞绕行并冲撞较大黑洞的气体吸积盘，从而产生亮度超过一万亿颗恒星的巨大耀斑。(NASA/JPL-Caltech)