黑洞是如何形成的

M87黑洞是人類用事件視界望遠鏡拍攝到的第1個黑洞，該黑洞的照片已于2019年4月10日晚9：00發布供全人類欣賞。照片中的中間陰影部分是黑洞本體所在的位置，而外圍的火紅亮色部分是它的吸積盤。

M87星系中心黑洞的質量是太陽的64億倍。地球的質量高達60萬億億噸，然而太陽的質量是地球的33萬倍，而M87星系中心黑洞的質量又是太陽的64億倍，可以想象它該有多么巨大。

根據照片中這個黑洞的質量，通過史瓦西半徑公式計算就知道這個黑洞的視界直徑可達200億公里，相當于太陽到海王星軌道距離的4倍多，可以說放下柯伊伯帶內的整個太陽系都沒有問題。再比如太陽的直徑才不過139萬公里，這個黑洞的直徑已經相當于太陽直徑的1萬多倍，是地球到太陽距離的130多倍。

那么我們所看到的照片中陰影部分就是黑洞的本體嗎？其實黑洞的本體沒那么大，因為通常要超過黑洞本體直徑三倍距離的地方，物質才可以被我們目睹，所以圖片中那個陰影部分直徑應該是中心黑洞直徑的3倍左右，其長度或在500億公里以上，所以光陰影部分就能并排放下幾萬個太陽，放下整個太陽系也是綽綽有余。

而黑洞外面的吸積盤的直徑是中心陰影部分的3～5倍左右，那么吸積盤的直徑就應該是1500～2500億公里。

黑洞是怎么形成的呢？中國科學院國家天文臺研究員陸由俊對記者說：“目前比較明確的是恒星級質量的黑洞是恒星塌縮的遺骸;而大質量黑洞則有可能由其它機制產生的中等質量黑洞吸積物質長大而成?！?/p>

所有的恒星都是核聚變反應爐，在其中，輕元素（主要是氫）聚合成重元素。核聚變過程提供了恒星一生的大部分能量。不過，最終，核燃料耗盡，由中心產生的能量再也無力對抗外殼巨大的重量，引力開始起主宰作用。

1928年，印度研究生薩拉·瑪尼安·錢德拉塞卡乘船來英國劍橋學習天文學。在來英途中，錢德拉塞卡算出在耗盡所有燃料之后，多大的恒星可以繼續對抗自己的引力而維持自己——這就是所謂的“錢德拉塞卡極限”，約為1.44倍太陽質量。

陸由俊解釋說：“這一數值對大質量恒星的最終歸宿具有重大意義。一般來說，如果一顆恒星的質量不到太陽質量的9倍，最終會形成白矮星;9～25個太陽質量左右的恒星會演化至超新星爆發，再最后塌縮為中子星;而約25個太陽質量之上的恒星會形成黑洞?！?/p>

當這一恒星收縮到某一臨界半徑（“史瓦西半徑”，以德國物理學家、天文學家卡爾·史瓦西的名字命名，他是使用愛因斯坦廣義相對論方程證明黑洞的確能夠形成的第一人）時，其表面上的引力變得如此之強，以至于光線再也逃逸不出去。

根據相對論，沒有東西能行進得比光還快。如果光都逃逸不出來，其他東西更不可能：所有東西都會被引力場拉回去。這樣，就出現了一個事件的集合或時空區域，光或任何東西都不可能從該區域逃逸而到達遠處的觀察者——我們將這一區域稱為“黑洞”，將其邊界稱作“事件視界”。

（摘自《科技日報》）