NASA行星猎手罕见地瞥见遥远星系中的两个黑洞

相互环绕的黑洞。两个黑洞都有与之相关的喷流：较大的黑洞呈红色，较小的黑洞呈黄色。通常只能看到红色的喷流，但在 2021 年 11 月 12 日的 12 小时内，较小的喷流占据了主导地位，并发出了来自较小黑洞的直接信号，这也是首次被观测到。资料来源：NASA/JPL-Caltech/R.Hurt (IPAC) & M. Mugrauer (AIU Jena)

OJ 287 发现黑洞

2021年，美国国家航空航天局的系外行星猎杀卫星对准了OJ 287星系，以帮助天文学家证实该星系中心有两个黑洞的理论，这一理论最早是由芬兰图尔库大学的研究人员提出的。

凌日系外行星巡天卫星（TESS）旨在发现数千颗围绕天空中最亮的矮星运行的系外行星。TESS 正在发现从小型岩石世界到巨型行星的各种行星，展示了银河系中行星的多样性。迄今为止，它已发现 410 颗确认的系外行星或环绕太阳以外恒星的"新世界"。

NASA 的 TESS 发现了太阳系外的系外行星。在对天空进行长时间观测的过程中，TESS 还发现并监测各类亮度变化的天体，从附近的小行星到脉冲星和包含超新星的遥远星系。资料来源：美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心

OJ 287中的双黑洞证据

2021 年，TESS 花了几周时间研究另一种系统，一个叫做 OJ 287 的遥远星系。研究人员发现，有间接证据表明，OJ 287星系中一个质量非常大的黑洞正围绕着一个比它大100倍的巨型黑洞运行。

为了验证较小黑洞的存在，TESS 监测了主黑洞的亮度以及与之相关的喷流。直接观测围绕较大黑洞运行的较小黑洞非常困难，但研究人员通过突然爆发的亮度发现了它的存在。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人员Pauli Pihajoki早在2014年就在他的博士论文中预测到了这一事件。根据他的论文，下一次耀斑预计发生在2021年末，当时有几颗卫星和望远镜都在关注这个天体。

从卫星观测的光变曲线上看，观测到的爆发出现了急剧的耀斑，显示出一个原本持续暗淡的天体是如何突然急剧变亮的。上角显示了观测到的耀斑的更多细节。爆发发出的光量相当于大约 100 个星系的亮度。资料来源：Kishore 等人，2024 年

TESS 卫星于格林尼治标准时间 2021 年 11 月 12 日凌晨 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（美国新泽西学院）的研究报告中。这次活动只持续了 12 个小时。如此短的持续时间表明，除非事先知道爆发的时间，否则很难发现大亮度的爆发。在这种情况下，图尔库研究人员的理论被证明是正确的，TESS 在正确的时间对准了 OJ 287。这一发现也得到了美国宇航局斯威夫特望远镜的证实，该望远镜也对准了同一目标。

此外，波兰克拉科夫雅盖隆大学的斯塔塞克-佐拉（Staszek Zola）领导的一个大型国际合作小组通过使用地球不同地区的望远镜探测到了同一事件，因此全天至少有一个望远镜观测点始终是夜晚。此外，斯韦特兰娜-约斯塔德（Svetlana Jorstad）领导的美国波士顿大学小组和其他观测人员通过研究耀斑发生前后的偏振光，证实了这一发现。

影响和未来研究

图尔库大学的 Mauri Valtonen 教授和他的研究小组在一项新的研究中综合了之前的所有观测结果，结果表明，12 小时的光爆来自轨道上较小的黑洞及其周围环境。

当较小的黑洞"吞下"较大黑洞周围吸积盘的一大块，将其转化为向外喷射的气体时，亮度就会快速爆发。小黑洞的气体喷流在大约 12 小时内比大黑洞的气体喷流更亮。这使得 OJ287 的颜色不再是正常的红色，而是偏红或黄色。爆发之后，红色又恢复了。黄色表明在这 12 小时内，我们看到的是来自较小黑洞的光。从 OJ287 在同一时段发出的光的其他特征也可以推断出同样的结果。

"因此，我们现在可以说，我们第一次'看到'了一个绕轨道运行的黑洞，就像我们可以说TESS看到了绕其他恒星运行的行星一样。就像行星一样，要直接获得较小黑洞的图像也是极其困难的。"瓦托宁教授说："事实上，由于 OJ 287 的距离非常远，接近 40 亿光年，我们的观测方法可能还需要很长时间才能发展到足以捕捉到较大黑洞的图像。"

印度塔塔基础研究所的 A. Gopakumar 说："不过，这个较小的黑洞可能很快就会以其他方式揭示它的存在，因为它预计会发射纳赫兹引力波。OJ 287 的引力波应该能在未来几年内被成熟的脉冲星定时阵列探测到。"

编译来源：ScitechDaily