在距离35亿光年远的太空深处，有两个超大质量物体被锁定在宇宙中最极端的轨道舞蹈之一。几十年来，人们已经记录了它们狂暴、有些不稳定的死亡螺旋。
通过新的观测，天文学家现在已经描述了它们在名为 OJ 287 的星系中心相互旋转的方式。反过来，这种描述有助于完善我们对黑洞是否“毛茸茸的”的理解，这是一个难题几十年来一直困扰着宇宙学家。
OJ 287 不是一个普通的星系。它是一个耀变体，具有高度可变的活跃星系核和射向地球的相对论性喷流。一个多世纪以来，有记录显示它每隔一段时间就会喷出耀眼的辐射耀斑。
OJ 287 的核心甚至比大多数星系核还要强烈。它没有一个，但两个超大质量黑洞，他们都是chonkers。
两者中较小的一个本身就能为一个非常令人尊敬的星系核提供动力，其质量是太阳的 1.5 亿倍。我们银河系的超大质量是400万个太阳质量。
两者中较大的一个是我们所见过的最大质量的黑洞之一。它将宇宙尺度倾斜到 180 亿个太阳质量。
这个更大的黑洞被一个巨大的尘埃和气体吸积盘包围着，吸积盘像水绕着排水沟一样旋转，不断落入物体中。虽然这会产生辐射，但它本身并不是造成巨大耀斑的原因。
你看，这两个黑洞位于 12 年轨道上，但两个黑洞中较小的一个不与吸积盘平面定向。它位于一个高度倾斜、高度椭圆的地方，进动轨道。这意味着，较小的黑洞每绕轨道运行两次（12年），就会粉碎吸积盘，引发巨大的耀斑。
由于它的轨道非常不规则，这些耀斑的时间在每个轨道上都有些不同——两次耀斑可能相隔十年或一年。
然而，由于自 19 世纪末以来一直在收集观测数据，天文学家已经能够对这个轨道进行建模，并准确预测了最近的两次耀斑。其中一次发生在 2015 年 12 月，预计将在三周内发生。
但2016年2月，令人惊奇的事情发生了。一项全球科学合作宣布他们已经探测到引力波来自两个黑洞之间的碰撞。这证实了爱因斯坦理论的预测一个世纪前，大质量物体的运动以波的形式损失能量，散布到宇宙中。
对于大多数物体来说，这些波是微不足道的。但是绕轨道运行的超大质量黑洞应该会产生如此强烈的涟漪，我们可以发现这些波对其轨道的影响以及耀斑的时间。
观察和学习让科学家能够描述其规模和影响；2018年，此方面已添加到 OJ 287 的模型中。
第二次耀斑发生于 2019 年 7 月 31 日，绰号为爱丁顿耀斑（以英国天文学家阿瑟·爱丁顿爵士命名）。人们当天就预测到了这一现象。
计算还包括有助于测试黑洞是否可以被描述为“毛茸茸的”的因素。 “无毛定理”于 20 世纪 60 年代首次提出，它假设黑洞只能用质量、电荷和自旋来表征。这将使它们完全对称，没有任何其他特性或“毛发”从其表面伸出。
黑洞很难探测，因此它们是否具有任何其他特性仍然是一个悬而未决的问题。但测试头发的一种方法是对有头发和没有头发的黑洞进行建模，然后看看哪个模型适合观测数据。
就 OJ 287 而言，无毛发模型将预测时间进一步细化至仅四个小时。这表明，如果有头发，目前我们还无法检测到。
“在实际预测后 4 小时内耀斑到达的观测证据支持了在跟踪次级黑洞轨道时纳入 2PN 精确的引力波发射效应的重要作用。更重要的是，我们的斯皮策观测结果限制了著名的无毛定理，”研究人员在论文中写道。
“这些观测为观测活动奠定了基础，利用事件视界望远镜前所未有的高分辨率成像能力，结合全球毫米级 VLBI 阵列和太空 VLBI 任务 RadioAstron，在空间上解析 OJ 287 中的 BBH 系统。 ”
该研究发表于天体物理学杂志通讯。
