OJ 287

1. 개요

OJ 287은 11~12년 주기의 광도 변화를 보이는 천체로, 쌍성 초대질량 블랙홀 시스템으로 추정된다. 작은 블랙홀이 큰 블랙홀의 강착 원반을 통과하면서 주기적인 밝기 변화가 발생하며, 주 블랙홀의 질량은 연구에 따라 다르지만, 최근 모델에서는 약 1억 태양 질량으로 추정된다. 보조 블랙홀은 약 12년의 궤도 주기를 가지며, 중력파 방출로 인해 10,000년 이내에 중앙 블랙홀과 합쳐질 것으로 예상된다.

2. 특징

OJ 287은 11~12년 주기의 광도 변화를 보인다. 이러한 주기적인 변화는 쌍성 초대질량 블랙홀 시스템임을 시사한다. 이러한 광도 변화를 설명하기 위해 여러 모델이 제안되었다.

2.1. 이중 블랙홀 시스템 가설

현재 가장 유력한 가설은 OJ 287이 두 개의 초대질량 블랙홀로 이루어진 쌍성 시스템이라는 것이다. 작은 블랙홀이 큰 블랙홀의 강착 원반을 통과하면서 주기적인 밝기 변화를 일으킨다고 설명된다. 광학 광도 곡선에서는 OJ 287이 최대 밝기에서 좁은 이중 피크를 가진 11~12년 주기로 변화하는 모습을 보인다.

주 블랙홀의 질량 추정치는 연구마다 다르다. 초기 모델에서는 약 183.5억 태양 질량으로 추정했지만, 최근 모델에서는 1억 태양 질량으로, 이전 추정치보다 훨씬 작게 추정한다. 보조 블랙홀의 질량은 약 1억 ~ 1억 5천만 태양 질량으로 추정된다.

보조 블랙홀은 약 12년의 궤도 주기로 주 블랙홀을 공전하며, 궤도 이심률은 약 0.65로 계산된다. 최대 밝기는 작은 블랙홀이 근흑점에서 주 블랙홀의 강착 원반을 통과할 때 나타난다. 궤도의 근흑점과 원흑점 거리는 각각 약 3,250 AU와 17,500 AU이다.

주 블랙홀의 회전은 블랙홀 스핀 매개변수에 대한 Kerr 블랙홀의 최대 허용 회전의 38%로 계산된다. 보조 블랙홀의 궤도는 중력파 방출로 인해 점차 붕괴하고 있으며, 약 10,000년 이내에 주 블랙홀과 합쳐질 것으로 예상된다.

2.2. 주 블랙홀의 회전

주 블랙홀의 회전은 블랙홀 스핀 매개변수에 대한 Kerr 블랙홀의 최대 허용 회전의 38%로 계산된다.

2.3. 궤도 진화

OJ 287에서 두 블랙홀의 궤도는 중력파 방출로 인해 점차 붕괴하고 있으며, 약 10,000년 이내에 합쳐질 것으로 예상된다.

2.4. 관측

VLBA를 이용한 OJ 287의 간섭 관측은 CHIRP 알고리즘과 보스턴 대학교 연구진이 개발한 다른 알고리즘으로 분석되었다. OJ 287은 사건 지평선 망원경의 관측 대상 후보 중 하나이며, 3C 279는 2017년에 사건 지평선 망원경에 의해 표적화되었다.