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又見黑洞合併!

2016-06-01 沙爾夫(Caleb Scharf)
天文學家藉由雙黑洞系統,來測量單一黑洞的自轉速率。
黑洞不但質量大,密度也異常高,再加上距離地球非常遙遠,因此我們難以測量它的物理性質。為了進一步了解這些天體,天文學家必須想出絕妙方法。在今年3月的《天文物理期刊通訊》中,一組國際天文團隊提出了新方法:藉由雙黑洞系統互相繞行軌道的交互作用,來推算單一黑洞的自轉速率。編號OJ 287的超大質量雙黑洞系統距離地球35億光年,較重的那個黑洞大約是180億太陽質量,另一個只有1億5000萬太陽質量。因為兩者質量相差如此大,較小的黑洞會通過環繞在大黑洞周圍的高熱吸積盤。天文學家透過測量小黑洞穿越高熱物質所放出可見光的亮度變化,藉此監測這些發生在軌道週期12年的「異常噴發」事件。天文學家透過預測這個現象以及小黑洞橢圓軌道的進動,得以在去年11月和12月OJ 287的兩次噴發前做好萬全準備。他們精確測量該系統於異常噴發過程的亮度變化,間接算出大黑洞的自轉速率,數值是廣義相對論所允許最大轉速的31%。這些數據和稍早觀測結果顯示,軌道週期隨著時間逐漸變短。這是由於雙黑洞系統持續放出重力波,造成能量損失,縮小了軌道半徑。換言之,天文學家正「目睹」兩個超大質量黑洞逐漸合而為一。

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