黑洞为何能被“看见”？原来它很亮，最亮相当太阳的500万亿倍！

一直以来，黑洞是宇宙中一个不可思议的存在，最早由爱因斯坦的引力场论所预言。1971年科学家发现第一颗真实存在的黑洞，即天鹅座X-1；2019年科学家们用地球口径的事件视界望远镜拍下了黑洞第一张照片，即距离我们5500万光年的M87星系黑洞。

现在，科学界的普遍认知是，黑洞是大质量天体死亡后的必然归宿，是宇宙中的顶级尸骸，是没有之一的最极端天体，它能够吞噬宇宙中存在的一切，真正的天上天下无敌。

黑洞又是宇宙中普遍存在的天体，科学家估算，可观测宇宙中至少存在着4000亿亿颗黑洞，银河系至少有1亿颗黑洞，但由于黑洞极端的引力场让光都无法逃脱，迄今人们都无法直接观测到，间接观测到的黑洞不到100颗，其中银河系有60多颗。

黑洞有一个事件视界，是每个黑洞根据自身质量大小，在周边形成的一个相对应的球状极端引力场，科学认为这里是时间和空间临界点，任何物质乃至光一旦进入这个界限都无法逃脱，且任何信息都不会外泄。因此，人类无法直接观测到黑洞内部的任何情况。

但黑洞会在事件视界外留下三个物理量，即引力、角动量、电荷，这三个物理量会影响着周边的时空，由此人们才能够间接观测到黑洞。黑洞最典型的表现就是“好吃”，对接近它一切物质“通吃”，专业术语叫吸积。

由于黑洞的角动量，其在吸积时会导致靠近的物质高速运动并旋转，越接近事件视界速度就会越快，最终会接近光速，其中60～90%的物质会直至掉落进事件视界而消失，其余物质以能量流或物质喷流的方式逃逸到太空。

这是因为事件视界外的物质高速碰撞成为基本粒子的同时，会发出强烈的可见光和高能射线，或物质喷流，这些都是逃逸的能量和物质，人们通过光学和射电望远镜就能看到这些能量以及它们围绕着的事件视界，由此计算出黑洞的大小质量。

黑洞超强的引力会对它附近的天体引起扰动，到了一定距离就会被黑洞吸引围绕着其公转，这样，在宇宙中就会看到一个奇怪的现象：一颗或数颗恒星围绕着一个看不见的空间转动，科学家们就会凭此判断那里可能存在一颗黑洞，并计算出它的质量。

现在发现的黑洞，就是根据黑洞的吸积和引力扰动“看到”的，实际上，人们并没有看到真正的黑洞，只是通过吸积现象和引力扰动“认为”那里存在着黑洞，包括人类拍摄到的第一张黑洞照片，以及银河系和其他星系中心超大质量黑洞。

有关黑洞形成的理论，早年认为是太阳质量30倍以上的恒星死亡时爆炸坍缩而成，但这无法解释一些超大质量黑洞的存在，因为恒星坍缩形成的黑洞最初只有3～10个太阳质量大小，这类黑洞虽然会吞噬靠近的星际物质，但速度很慢，吞噬一颗太阳质量的恒星需要数百年乃至上亿年。

而现在发现最大的超大质量黑洞已经达到1000亿个太阳质量了，如SDSS J073739.96+384413.2黑洞达到1040亿个太阳质量，这颗黑洞每年也只能吞噬约60个太阳质量的天体物质，而宇宙的年龄才138亿岁，恒星级黑洞种子是无论如何靠“好吃”也长不到这么巨大的。

研究认为，这种巨型超大质量黑洞来源可能有两种，一种是宇宙早期巨型分子云直接坍缩而成，这种黑洞初始种子即有十万倍太阳质量以上；二种是宇宙第一代大质量恒星死亡坍缩而成密集的种子黑洞后，不断合并迅速成长而形成的。

最近的一些观测发现更加证明了这种科学猜想：

2023年11月10日，美国科学家宣布，利用钱德拉X射线天文台和韦伯望远镜的数据，发现一颗距离地球132亿光年UHZ1的星系中的黑洞，这颗黑洞质量约为太阳的一千万到一亿倍，是迄今发现距离我们最远的黑洞。这一发现发表在《自然-天文学》国际期刊上。

一光年的意思是光行走一年的时间，因此依靠光来感知世界的人类看到的天体就是一年前的样子，而132亿光年就说明这颗黑洞是132亿年前的样子，根据宇宙年龄推算，是宇宙大爆炸后仅4.7亿年的样子。这么早期就形成了如此巨大的黑洞，不可能恒星种子黑洞吸积形成的。

就在前几天的2024年2月20日，中外媒体报道称，澳大利亚国立大学研究人员在《自然-天文学》杂志上发表了论文，发现一颗距离我们120亿光年的黑洞，质量为太阳的170亿倍，这颗黑洞坐落在代号为J0529-4351类星体中心。

这颗黑洞的发现进一步证明了黑洞早期的形成规律，但这颗黑洞还表现出一些令人震惊的特征：首先，它是不但是迄今发现最亮的一颗黑洞，也是宇宙中最亮的类星体和天体，或者说是宇宙中最明亮的物体，其亮度达到太阳的500万亿倍！

其次，这颗黑洞还有着惊人的吞噬能力，其吸积盘达到可怕的7光年，一年可以吞噬413个太阳质量，就是每天要“吃掉”一颗多太阳质量的物质！这是迄今被发现最能“吃”，“吃”得最快的黑洞。

黑洞越大“吃”得越快，即便不考虑其变大后更能“吃”的能力，按照现在这种“吃法”计算，吃了120亿年，也会吃掉近5万亿颗太阳！也就是说，如今的这颗黑洞已经至少有5万倍太阳质量了！

黑洞是宇宙中一个非常重要的存在，或许最终连接着宇宙的生与死，人类乃至宇宙与黑洞有着千丝万缕的联系，未来，人类的生存与毁灭或将也受到黑洞左右。探索和研究在继续，未来肯定会爆出黑洞更多的奇异发现，让我们拭目以待。

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资料链接：https://www.newscientist.com/article/2417791-monster-black-hole-powers-the-brightest-known-object-in-the-universe/?utm_source=Live+Audience&utm_campaign=536b448141-briefing-dy-20240220&utm_medium=email&utm_term=0_b27a691814-536b448141-51426400