双黑洞系统爆发超强光亮度为银河系的100倍

OJ287 星系中一颗小黑洞（图左）绕行大黑洞（图右）的过程中撞击大黑洞附近的气体吸积盘，发出巨大光爆发，比银河系所有恒星总亮度还要更亮100倍。（NASA/JPL-Caltech）

在距离我们50亿光年的OJ287星系中，两颗相互绕转的黑洞导致一场巨大的光爆发，其亮度是银河系的100倍。

在宇宙中，很少有星体能够产生这样的奇观。此次发现的光爆发来自一个双星系统，系统由两个被困在高速舞蹈中的黑洞组成。

质量约为1.5亿个太阳质量的小黑洞以接近光速围绕一个质量为180亿个太阳质量的大个伙伴运行。

关于这个罕见光爆发的研究论文发表在《王家天文学会月刊》（MNRAS）2023年6月刊上。

该研究的科学家表示，2022年2月所记录的这一爆发发生在小黑洞撞击大黑洞周围的气体盘时。像这样的气态盘很常见，因为黑洞，尤其是潜伏在星系中心的超大质量黑洞，具有如此巨大的引力，它会撕裂恒星和其它距离太近的物体，从而形成气态的吸积盘。

当小黑洞以接近光速穿过此吸积盘时，吞噬一些气体，这反过来又激发小黑洞喷出爆炸性辐射喷流。

“据估计，爆发发生在小黑洞在坠落过程中吸收了大量新气体后不久，”来自塔塔基础研究所的该研究主要作者毛里·瓦尔托宁（Mauri Valtonen）在一份声明中说。

“正是吞噬过程导致OJ287突然变亮。据认为，这个过程赋予了从OJ287中的小黑洞射出喷流的能力，”瓦尔托宁补充道。

这是天文学家首次直接从OJ287星系中的小黑洞观测到光爆发。因为这场盛会只持续了一天。

瓦尔托宁在声明中补充说：“十年前就预测会发生这样的事件，但直到现在才得以证实。事实证明，我们只是运气不好。在那些OJ287做‘特技表演’的夜晚，偏偏没有人在观察它。”

该事件是第一个证明较小黑洞存在的观测证据。截止目前，其存在只能通过观察大黑洞的引力对它的影响来预测。更具体地说，大黑洞也会发出强大的辐射喷流，而这些喷流有一种奇特的摆动，天文学家将其归因于来自小黑洞引力的结果。

瓦尔托宁在新闻稿中说，黑洞“在天空中彼此非常靠近，以至于人们无法单独看到它们，它们在我们的望远镜中合并为一个点”。

瓦尔托宁及其团队已从这个系统中看到了许多其它明亮的光爆发。事实上，几十年来他们一直在研究黑洞，第一次成功的观测可以追溯到1983年，后续观测分别发生在1994、1995、2005、2007、2015和2019年。

塔塔基础研究所研究报告的合著者阿查维杜·戈帕库马尔（Achamveedu Gopakumar）在声明中说：“现在理论预测的光爆总数为26个，几乎都已被观察到。”

研究称，随着小黑洞围绕大黑洞运行，这些爆发将继续发生，尽管将是不规则的，因为12年的轨道是长方形的。