马克斯·普朗克学会 活动星系OJ 287中的弯曲喷流来自于以三种不同波长和分辨率拍摄的无线电图像
左上:1号电台
3厘米波长-一个全球阵列,包括环绕地球轨道的空间射电望远镜Spektr-R
右上:3处的全球毫米超大规模集成电路阵列
5毫米波长
下图:波长为2厘米的超长基线阵列——由遍布美国的十个天线组成的阵列
左下角的省略号表示每种情况下的图像分辨率,角度和线性比例由底部的水平白条显示
上图显示了大约12微秒的破纪录分辨率,这是当太空射电望远镜距离地面望远镜15个地球直径(大约190°的距离)时达到的
000公里,相当于月球和地球之间距离的一半)
荣誉:爱德华多·罗斯/姆皮弗尔(拼贴),戈麦斯等人
,天体物理学杂志,2022年(比尔德) 一个国际团队,包括来自波恩马克斯·普朗克射电天文学研究所的几名研究人员,绘制了活跃星系OJ 287的地图,其在射电范围内的角分辨率为12微秒
这是目前天文观测能达到的最高分辨率
这是通过具有很长基线的干涉测量技术实现的
来自12个射电望远镜的信号——其中一个在俄罗斯的Spektr-R卫星上——被合并
由此产生的虚拟望远镜直径为19.3万公里
OJ 287星系位于距离地球50亿光年的巨蟹座方向
它属于所谓的blazars类——中心有一个超大质量黑洞的星系
显然,在星系OJ 287的中心甚至隐藏着两个黑洞
在这些重力陷阱的附近,所谓的喷流——气体喷流——以两个相反的方向出现
这些发出不同强度的辐射
四种不同波长的干涉图像显示了OJ 287弯曲射流中的几个发射节点
此外,喷流的曲率随着角分辨率的增加而增加,并且在喷流原点的方向上增加
这支持了星系中心两个超大质量黑洞影响的“前”喷流假说
对无线电辐射的极化特性的分析也显示了一个主要是环形的、准环形的磁场
由此,研究人员得出结论,最里面的无线电发射区域被螺旋磁场穿过——这与射流形成的模型一致
无线电辐射的光谱特性表明喷射等离子体由电子和正电子组成,它们的动能与磁场的能量近似平衡
向喷射等离子体中反复“注入”更高能的粒子会破坏这种平衡,并导致内部喷射的某些部分爆发
OJ 287星系是我们宇宙邻居中两个相互旋转的超大质量黑洞的最佳候选者之一
据推测,这个系统中的次级黑洞处于一个非常紧密的椭圆轨道上,每12年穿过初级黑洞的吸积盘两次
这产生了强烈的辐射爆发(耀斑)
马克斯·普朗克射电天文学研究所的安德烈·洛巴诺夫说:“与超大质量黑洞演化相关的最重要的问题之一是这对黑洞最终如何融合。”
一旦这两个巨大的怪物完全取代了它们周围的恒星和气体,该理论认为黑洞之间的距离应该停止缩小
洛巴诺夫说:“此时,引力辐射开始发挥作用,导致两个黑洞越来越近,直到它们最终合并。”
在OJ 287的情况下,疑似双星系统中的伙伴如此接近,以至于它应该会发射引力波,这在不久的将来应该会被探测到
通过黑洞积累的物质释放的大部分能量最终进入双极和高相对论性等离子体射流
托马斯·克里奇鲍姆说:“观测到的内部喷流区域的详细精细结构非常适合测试二元黑洞模型的有效性。”
此外,来自波恩的马克斯·普朗克科学家表示,他们将发现观测到的喷流曲率是否也可能是由其他效应引起的,例如螺旋磁场或黑洞附近的旋转时空
“这些结果帮助我们扩展了对中心发动机附近相对论喷流形态的了解,证实了喷流底部磁场的作用,并确定和研究了OJ 287中心深处存在一个二元黑洞的进一步特征,”埃夫塔利亚·特拉亚努说,她完成了她的博士学位
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在马克斯·普朗克射电天文学研究所
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