具有历史意义：两颗黑洞首次被共同拍摄到
2025年10月9日，一个国际团队发布了一张无线电图像，首次展示了两颗超大质量黑洞在被称为OJ287的耀变体内部共享同一轨道——该团队称这一发现具有历史意义，并解决了一个长期存在的天文学谜题。这两个致密无线电发射源的位置与独立轨道模型的预测完全一致，其中较小的伴星似乎发出了一条螺旋形喷流，看起来就像一个花园水管在以接近光速喷射粒子的同时被旋转。这种解释以及图像本身是基于甚长基线无线电干涉测量技术（VLBI）构建的，该技术将地面望远镜与存档的太空无线电数据相结合，并与OJ287数十年来的时间点及光学耀斑预测相吻合。
具有历史意义：OJ287中的两颗黑洞
一个多世纪以来，OJ287一直是天文学家的难题与希望所在：该物体在19世纪的存档照相底片上就清晰可见，且自20世纪80年代以来，其每12年一次的规律性光学爆发模式一直被认为源于一个双黑洞引擎。这一模型经过University of Turku、Tata Institute等机构领导的小组数十年的完善，预测了重复耀斑发生的时间和几何结构，而新的无线电图像捕捉到的两个致密无线电发射源，其位置正处于这些模型预测的主黑洞和次黑洞所在之处。对于许多研究人员来说，这是第一个直接的空间确认，证明亮度波动确实来自一对束缚在一起的双黑洞，而非单一的进动喷流。
具有历史意义：两颗黑洞——仪器与成像技术
捕捉两颗处于共同轨道上的黑洞需要目前最锐利的无线电之眼。该团队使用了甚长基线干涉测量技术（VLBI），结合了来自国际地面无线电望远镜阵列和RadioAstron (Spektr-R) 任务提供的空间基线信号。RadioAstron的天线曾一度延伸至大约月球一半距离的高度，从而显著提高了角分辨率。这种地面加空间的VLBI数据集产生了相当于在月球上拍摄一枚硬币的有效分辨率，对于分辨OJ287明亮核心内部的两个致密无线电发射源至关重要。关键在于，黑洞是根据干涉图中它们的无线电喷流和致密热点推断出来的——黑洞本身仍然是不可见的，只能通过它们发射的高能结构显现出来。
质量、间距以及图像揭示的引力信息
根据测得的质量和12年的周期进行推断，开普勒动力学给出的半长轴大约在1–2×10^4天文单位（约0.05–0.1秒差距，或零点几个光年）。这个数字是根据已公布的质量和轨道周期得出的牛顿力学近似估算值，应被视为数量级的物理尺度，而非无线电图像中直接测得的数值。重点在于，以天文标准来看，这对黑洞极其紧凑，且在OJ287距离地球约50亿光年的位置上，它们在天空中的角距离微乎其微，这就是为什么需要空间基线VLBI才能将它们分辨出来。
OJ287已被用作测试广义相对论的实验室：双星模型中预测的撞击耀斑和近星点进动已经为相对论动力学和通过引力波产生的能量损失提供了间接测试。新的直接图像本身并不能取代这些测试，但它锚定了该系统在空间中的几何结构，并为观测者提供了一个难得的机会，可以实时跟踪相对论轨道运动和喷流方向的变化——这是对强场引力、时空进动以及轨道与吸积物理之间耦合的直接探测。
喷流行为、模糊性以及后续观测的重要性
该图像对未来观测和引力波的意义
在秒差距或亚秒差距尺度上发现可分辨的超大质量双黑洞是多信使天文学的一件大事。像OJ287这样的系统是脉冲星计时阵列试图测量的纳赫兹引力波的潜在发射源。一个在空间上定位并建模的双星系统为这些低频搜寻提供了天体物理锚点，并为理论家提供了一个明确的目标来预测波形和旋入时间。在更短的时间尺度上，随着轨道的进行，监测喷流方向将测试喷流发射模型、磁场几何结构以及吸积盘与次黑洞的相互作用；研究人员已经在计划VLBI后续观测，以追踪次黑洞喷流在其12年轨道的多个阶段中预期的“摆动”。
该图像如何回答长期以来的疑问
几十年来，人们一直在问，表现出周期性亮度变化的活动星系核究竟是隐藏了两颗黑洞，还是仅仅具有复杂的吸积和喷流物理特性。OJ287的图像虽然不能凭一己之力解决所有替代方案，但它确实提供了一个与长期以来的时间预测相吻合的空间确认——这是间接测试永远无法完全提供的。通过将无线电热点与独立推导的轨道模型联系起来，这项工作缩小了单黑洞替代解释的可行参数空间，并为双星演化、相对论进动以及喷流对轨道运动的响应研究建立了新的观测基准。
下一步行动及观测方向
由于这一结论依赖于复杂的VLBI重建以及对模拟轨道相位的匹配，该领域现在将转向验证工作。这意味着需要更多具有密集基线覆盖的VLBI、旨在恢复RadioAstron级别基线的新空间VLBI概念、将无线电结构与光学和X射线耀斑联系起来的多波段观测活动，以及仔细的偏振监测，以测试这种扭曲结构是否真的是旋转喷流。如果重复成像显示次黑洞的喷流按照当前模型预测的方式摆动，那么这一结论将从极具说服力变为不容置疑——OJ287将成为我们拥有的最接近直接观测、缓慢演化的超大质量双星实验室。
Sources
- University of Turku (关于OJ287的新闻稿和研究材料)
- The Astrophysical Journal (描述无线电成像结果的同行评审论文)
- RadioAstron / Spektr-R mission (数据集中使用的空间VLBI天文台)
- Astronomy & Astrophysics (VLBI喷流和偏振研究，Event Horizon Telescope团队论文)
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