霍金理论遭遇最大挑战，NASA发现超级黑洞的死亡之舞证明了什么？
霍金理论遭遇最大挑战 ， NASA发现超级黑洞的死亡之舞证明了什么？
OJ 287是一个位于巨蟹座的蝎虎座BL型天体 ， 它的观测历史超过120年 ， 是天文史上持续观测时间和掌握数据最多 ， 却最搞不清楚的天体之一 ， 不过最近NASA对OJ 287的研究揭开谜团的一角 ， 却让大家陷入了一个尴尬的境地 。
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关于OJ 287：蝎虎座BL型天体
OJ 287最早在1891年起就有干版（早期底片）的影像记录 ， 它的光度变化记录超过100年 ， 2008年时精确测定其质量大约超过太阳的180亿倍 。蝎虎座BL型天体并非说OJ 287是蝎虎座的BL类型天体 ， 而是一种活跃星系核的名词 ， 最早发现的是蝎虎座BL ， 因此后来发现的这一类天体均以此原型来命名 。
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这类天体具有快速和大振幅通量变化和显著的光学极化著称 ， 因此蝎虎座BL天体早期被认为是变星 ， 但光谱明显不符 ， 或者可以这样简单理解 ， OJ 287是类星体的一种 。
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OJ 287和它的伴星黑洞
OJ 287起先被认为是一颗变星是因为它的光度变化有一个11-12年的周期 ， 最大光度有一个狭宰的双峰值 ， 如此规律和特征 ， 绝不一颗变星所能达到的 ， 天文学家认为这种变化是一个另一个大质量的黑洞所引起 ， 一个一亿倍太阳质量的黑洞围绕OJ 287公转 ， 大约11-12年就会环绕一周 ， 每次穿越大黑洞的吸积盘时就会产生两个狭窄的光度变化 。
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【霍金理论遭遇最大挑战，NASA发现超级黑洞的死亡之舞证明了什么？】OJ 287双黑洞示意图
芬兰图尔拉天文台的毛里·瓦多宁和他团队的质量与轨道显示 ， 伴星黑洞的轨道会因为引力波辐射而被衰减 ， 根据这个衰减速度 ， 预计在一万年后就会和OJ 287合并 ， 这个距离35亿光年的两个超级黑洞合并 ， 它产生的引力波估计各位去自己家里建个引力波天文台都能观测到 。
NASA对OJ 287的研究小黑洞穿过大黑洞吸积盘产生的光度变化观测很重要 ， 2010年时的模型显示能预测未来1-3周内的耀斑 ， 2018年时孟买塔塔基础研究学院的研究生Lankeswar Dey的一组研究人员发布了一种新模型 ， 他们称这个模型可以预测四小时内两个黑洞即将爆发的耀斑 。
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根据这个模型 ， NASA的斯皮策空间望远镜在2019年7月31日对OJ 287的观测证明这个模型是正确的 ， 这是2020年1月斯皮策望远镜退役前最重要的观测之一 ， 此后我们将永远失去这一台建立不朽功勋的空间红外线望远镜 。
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斯皮策空间望远镜是NASA在2003年发射的一颗红外天文卫星 ， 工作在3-180微米的红外线波段 ， 以取代先前的红外线天文卫星（IRAS） ， 2003年8月25日 ， 斯皮策空间望远镜被德尔塔Ⅱ型火箭发射升空 ， 运行在一条位于地球公转轨道后方、环绕太阳的轨道上 ， 因此它能观测位于拉格让日点L3位置的天体 。
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尽管这个位置的天体的遥远天体不会被永久遮挡 ， 但OJ 287最近一次耀斑发生时刚好处在太阳的后方 ， 如果没有斯皮策望远镜 ， 对这个新模型的验证将要延后十几年 ， 不过非常幸运 ， 斯皮策当时距离地球2.54亿千米 ， 斯皮策对它持续了将近一个月的观测 ， 取得了大量数据 。
NASA收获颇丰的发现
对环绕OJ 287的小黑洞产生的耀斑观测 ， 除了考虑轨道动力学以外 ， 还需考虑相对论效应和引力波 ， 因为OJ 287中的黑洞系统会产生足够强大引力波 ， 其足以改变较小黑洞的轨道 。通过纳入引力波和观测的数据 ， 研究人员已经能预测1.5天内产生的耀斑 。
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此前假设的模型基于黑洞无毛定理 ， 该推定假设黑洞“表面”是无特征而且对称的 ， 但霍金对此提出了质疑 ， 如果OJ 287的黑洞视界内质量分布不均 ， 那么会导致小黑洞在公转时影响轨道和产生耀斑的间隔 ， 但通过斯皮策空间望远镜的观测证明 ， 小黑洞的轨道变化符合黑洞无毛定理 。
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芬兰图尔库大学天体物理学家毛里·瓦尔顿宁说：“对黑洞科学家来说 ， 证明或证伪无毛定理非常重要 。” “没有它 ， 我们不能相信霍金和其他人所设想的黑洞是否存在！”
好消息是证明了无毛定理 ， 坏消息是斯皮策空间望远镜真的不在了！
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