黑洞其實不難找

○蘭從古

在浩瀚的宇宙中，黑洞是最為神奇的天體。它如同饕餮怪獸，貪得無厭地吞食天體，甚至連光也不放過。半個世紀以來，天文學家癡迷地探索星空，終于取得了黑洞存在的確鑿證據。

令人驚嘆的照片

2019 年4 月10 日，全球的眾多天文學家，幾乎在同一時間，公布了一張令人驚嘆的攝影作品——世界上第一張黑洞照片。這為揭開籠罩在這種神秘天體上的面紗提供了全新的窗口，也進一步證明了愛因斯坦廣義相對論的正確性。

照片上的黑洞，位于“梅西耶87”星系的中心，距離我們約5 500 萬光年，質量約為太陽的65 億倍。這是由200 多位科學家，歷時10 多年，從世界各地的8 個觀測點，“捕獲”到的直觀圖像。

也許會有人提出疑問：黑洞對外不會有任何輻射，反而會把外界的一切輻射都吸進去，相機怎么可能捕捉到它的影像信息呢？原來，黑洞的背后有一個極大的光源，黑洞遮擋了它射向我們的光線，從而形成一個黑影。這個黑影雖然不是黑洞真正的容貌，但能反映黑洞的輪廓和形狀。

吃不飽的大肚皮

根據牛頓的萬有引力理論，質量越大，產生的引力越大。黑洞的質量大得出奇，所有接近它的星球都會被吸入，變成它身體的一部分。2020 年10 月，天文學家目睹了這種情景：2.15 億光年外的一個旋渦星系內，一顆“倒霉”的恒星誤入一個黑洞的引力范圍，慘遭吞噬。

今天，隨著探測器的靈敏度日益提高，探測成果更加顯著。2021 年6 月29 日，天文學家宣稱，美國激光干涉引力波天文臺、歐洲室女座引力波天文臺和日本引力波天文臺，連續兩次發現黑洞吞沒中子星的情景：一次發生在9 億光年外，主角是一個8.9 倍太陽質量的黑洞和一個1.9 倍太陽質量的中子星；另一次則發生在10 億光年外，黑洞和中子星的質量稍小一些。

此外，黑洞還能吞并同類。2015 年9月14 日，美國天文學家利用兩臺先進的探測器，觀測到兩個相互環繞的黑洞，在“共舞”中突然合二為一，形成更大的黑洞。試想，如果這樣滾雪球似地發展，黑洞豈不是會吃掉所有天體？

答案是否定的！因為萬有引力理論也明確指出，引力的大小除與質量外，還與距離有關，相距越遠，引力就越小。在黑洞周圍運行的天體，如果不受意外擾動而脫軌，則會安然無事。宇宙中的“流浪漢”，才是黑洞吞吃的對象。

恒星的僵硬尸體

黑洞究竟從何而來？大多數黑洞的前身是恒星。科學家認為，凡質量為太陽25倍以上的恒星，如果核心部分的質量在太陽的3 倍以上，當它步入老年，內部的核燃料耗盡時，溫度驟然下降，在幾秒鐘內，體積急劇收縮，便會形成一個黑洞。所以，可將黑洞看成是恒星的“僵尸”。這種由恒星演變的產物，體積很小，但質量極大。如果能從黑洞上取下葡萄那么大一粒，它會有地球那么重，簡直令人不可思議。

宇宙中擁有數千億顆恒星的超大星系，它們的中心可能都有一個質量為太陽數百萬甚至數十億倍的黑洞。如果這種假設成立的話，這些黑洞會是眾多死亡恒星的聚合體。

2019 年，德國天文學家研究發現，在名為“NGC 6240”的星系中心，有3 個超級黑洞，分布在不到3 000 光年的區域內，質量都接近太陽的一萬倍。其實，這還不算什么！在我們銀河系中心，有一個被稱為“人馬座A*”的黑洞，距地球約2.6 萬光年，質量相當于400 萬個太陽。

有人可能擔心，這么厲害的黑洞，產生的引力一定不小，會把太陽系吞掉。其實不然！離人馬座A*最近的“S2”恒星，都不在它能吃掉的范圍內，而太陽則離得更遠。所以，人馬座A*只能吸引著銀河系外圍的恒星，繞著銀河系中心正常旋轉。

不可直截了當找

盡管黑洞是不可見天體，不能直接探測，但可通過它們對外產生的一系列影響和作用，間接被發現。

一、伽馬暴法：超大恒星塌縮成黑洞時，向外放出暴烈的伽馬射線，簡稱伽馬暴。如果把這些伽馬暴轉換成光和熱，太陽一生才能釋放這么多。如今，在地球上用望遠鏡就能探測到宇宙深處的伽馬暴，有些來自數十億光年外，這等于看到了正在誕生的黑洞。

二、引力波法：2016 年，美國天文學家探測到宇宙中的引力波，一時引起轟動。當時，他們將引力波信號轉換成聲音，聽起來就像老鼠尖叫一樣刺耳。原來，這是兩個黑洞合并時，二者引力在空間產生的“漣漪”。這種“漣漪”如同水波一樣向外傳播，被人們探測到了。所以,根據引力波可探測到黑洞。

三、恒星擾動法：天文學家在2020 年發現，“HR 6819”星系中的恒星，運行到某一區域時，好像被什么拉扯一樣，軌道總是跑偏。是否受到不明天體的擾動？后經測算，那個區域果然有一個黑洞，質量為太陽的4 倍，距銀河系1 000 光年，是離地球最近的黑洞。

四、意大利面法：垂死的恒星被黑洞吞噬時，往往會噴射塵埃，遮蔽了黑洞，讓人難以發現。但有些失軌亂跑的星體，會被黑洞強大的引力，拉伸成像意大利面一樣的細條，以螺旋運動的方式鉆入黑洞。所以，如果發現星空突然出現旋渦，那里可能就有黑洞。

五、X 射線法：一些質量巨大的星體，在被黑洞吸入前，會被撕成粉塵，如圓盤一樣旋入黑洞，并發出明亮的X 射線。據此，可證明黑洞的存在。