黑洞其实不难找

○兰从古

在浩瀚的宇宙中，黑洞是最为神奇的天体。它如同饕餮怪兽，贪得无厌地吞食天体，甚至连光也不放过。半个世纪以来，天文学家痴迷地探索星空，终于取得了黑洞存在的确凿证据。

令人惊叹的照片

2019 年4 月10 日，全球的众多天文学家，几乎在同一时间，公布了一张令人惊叹的摄影作品——世界上第一张黑洞照片。这为揭开笼罩在这种神秘天体上的面纱提供了全新的窗口，也进一步证明了爱因斯坦广义相对论的正确性。

照片上的黑洞，位于“梅西耶87”星系的中心，距离我们约5 500 万光年，质量约为太阳的65 亿倍。这是由200 多位科学家，历时10 多年，从世界各地的8 个观测点，“捕获”到的直观图像。

也许会有人提出疑问：黑洞对外不会有任何辐射，反而会把外界的一切辐射都吸进去，相机怎么可能捕捉到它的影像信息呢？原来，黑洞的背后有一个极大的光源，黑洞遮挡了它射向我们的光线，从而形成一个黑影。这个黑影虽然不是黑洞真正的容貌，但能反映黑洞的轮廓和形状。

吃不饱的大肚皮

根据牛顿的万有引力理论，质量越大，产生的引力越大。黑洞的质量大得出奇，所有接近它的星球都会被吸入，变成它身体的一部分。2020 年10 月，天文学家目睹了这种情景：2.15 亿光年外的一个旋涡星系内，一颗“倒霉”的恒星误入一个黑洞的引力范围，惨遭吞噬。

今天，随着探测器的灵敏度日益提高，探测成果更加显著。2021 年6 月29 日，天文学家宣称，美国激光干涉引力波天文台、欧洲室女座引力波天文台和日本引力波天文台，连续两次发现黑洞吞没中子星的情景：一次发生在9 亿光年外，主角是一个8.9 倍太阳质量的黑洞和一个1.9 倍太阳质量的中子星；另一次则发生在10 亿光年外，黑洞和中子星的质量稍小一些。

此外，黑洞还能吞并同类。2015 年9月14 日，美国天文学家利用两台先进的探测器，观测到两个相互环绕的黑洞，在“共舞”中突然合二为一，形成更大的黑洞。试想，如果这样滚雪球似地发展，黑洞岂不是会吃掉所有天体？

答案是否定的！因为万有引力理论也明确指出，引力的大小除与质量外，还与距离有关，相距越远，引力就越小。在黑洞周围运行的天体，如果不受意外扰动而脱轨，则会安然无事。宇宙中的“流浪汉”，才是黑洞吞吃的对象。

恒星的僵硬尸体

黑洞究竟从何而来？大多数黑洞的前身是恒星。科学家认为，凡质量为太阳25倍以上的恒星，如果核心部分的质量在太阳的3 倍以上，当它步入老年，内部的核燃料耗尽时，温度骤然下降，在几秒钟内，体积急剧收缩，便会形成一个黑洞。所以，可将黑洞看成是恒星的“僵尸”。这种由恒星演变的产物，体积很小，但质量极大。如果能从黑洞上取下葡萄那么大一粒，它会有地球那么重，简直令人不可思议。

宇宙中拥有数千亿颗恒星的超大星系，它们的中心可能都有一个质量为太阳数百万甚至数十亿倍的黑洞。如果这种假设成立的话，这些黑洞会是众多死亡恒星的聚合体。

2019 年，德国天文学家研究发现，在名为“NGC 6240”的星系中心，有3 个超级黑洞，分布在不到3 000 光年的区域内，质量都接近太阳的一万倍。其实，这还不算什么！在我们银河系中心，有一个被称为“人马座A*”的黑洞，距地球约2.6 万光年，质量相当于400 万个太阳。

有人可能担心，这么厉害的黑洞，产生的引力一定不小，会把太阳系吞掉。其实不然！离人马座A*最近的“S2”恒星，都不在它能吃掉的范围内，而太阳则离得更远。所以，人马座A*只能吸引着银河系外围的恒星，绕着银河系中心正常旋转。

不可直截了当找

尽管黑洞是不可见天体，不能直接探测，但可通过它们对外产生的一系列影响和作用，间接被发现。

一、伽马暴法：超大恒星塌缩成黑洞时，向外放出暴烈的伽马射线，简称伽马暴。如果把这些伽马暴转换成光和热，太阳一生才能释放这么多。如今，在地球上用望远镜就能探测到宇宙深处的伽马暴，有些来自数十亿光年外，这等于看到了正在诞生的黑洞。

二、引力波法：2016 年，美国天文学家探测到宇宙中的引力波，一时引起轰动。当时，他们将引力波信号转换成声音，听起来就像老鼠尖叫一样刺耳。原来，这是两个黑洞合并时，二者引力在空间产生的“涟漪”。这种“涟漪”如同水波一样向外传播，被人们探测到了。所以,根据引力波可探测到黑洞。

三、恒星扰动法：天文学家在2020 年发现，“HR 6819”星系中的恒星，运行到某一区域时，好像被什么拉扯一样，轨道总是跑偏。是否受到不明天体的扰动？后经测算，那个区域果然有一个黑洞，质量为太阳的4 倍，距银河系1 000 光年，是离地球最近的黑洞。

四、意大利面法：垂死的恒星被黑洞吞噬时，往往会喷射尘埃，遮蔽了黑洞，让人难以发现。但有些失轨乱跑的星体，会被黑洞强大的引力，拉伸成像意大利面一样的细条，以螺旋运动的方式钻入黑洞。所以，如果发现星空突然出现旋涡，那里可能就有黑洞。

五、X 射线法：一些质量巨大的星体，在被黑洞吸入前，会被撕成粉尘，如圆盘一样旋入黑洞，并发出明亮的X 射线。据此，可证明黑洞的存在。