追逐茫茫宇宙中那個(gè)遙遠(yuǎn)神秘天體，數(shù)百年來無數(shù)科學(xué)家前赴后繼。11月28日凌晨，我國(guó)科學(xué)家宣布：依托我國(guó)自主研制的郭守敬望遠(yuǎn)鏡LAMOST，成功“活捉”一“黑洞之王”。這顛覆了人們對(duì)恒星級(jí)黑洞形成的認(rèn)知，有望推動(dòng)恒星演化和黑洞形成理論的革新——宇宙神秘面紗正一點(diǎn)點(diǎn)向世人揭開。

　　“事實(shí)有時(shí)候比小說更奇妙，黑洞最能真實(shí)地體現(xiàn)這一點(diǎn)，它比科幻作家想象的任何東西都更奇妙。”霍金在其最后的著作《十問》中這樣寫道。

　　經(jīng)過科學(xué)家們的不懈努力，11月28日凌晨，我國(guó)科學(xué)家宣布：依托我國(guó)自主研制的郭守敬望遠(yuǎn)鏡LAMOST，成功“活捉”一“黑洞之王”——這顆在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)的恒星級(jí)黑洞，大小為太陽(yáng)質(zhì)量的70倍，距離我們約1.5萬(wàn)光年。

　　恒星級(jí)黑洞中的這顆“小霸王”黑洞，其質(zhì)量超乎科學(xué)家們的想象。“這是一個(gè)非凡的發(fā)現(xiàn)，它將迫使天文學(xué)家改寫恒星級(jí)黑洞的形成模型。”專家們表示。

　　宇宙吸光器

　　1915年愛因斯坦提出廣義相對(duì)論，德國(guó)物理學(xué)家卡爾·史瓦西推導(dǎo)出了愛因斯坦場(chǎng)方程式的一個(gè)精確解，預(yù)言了黑洞的存在。自此，人類就沒有停止過對(duì)這種神秘天體的想象和探索。2015年，首次探測(cè)到的引力波為黑洞的存在提供了更為具體的證據(jù)。今年，天文學(xué)家歷時(shí)10年利用四大洲8個(gè)觀測(cè)點(diǎn)捕獲了黑洞的視覺證據(jù)——首張黑洞“芳容”，讓這個(gè)曾經(jīng)“看不見摸不著”的詭異天體有了一絲親和力。

　　黑洞到底是什么，為何一代代天文學(xué)家為之如此著迷？本身不發(fā)光，具有超強(qiáng)吸引力，任何從其身邊經(jīng)過的物質(zhì)，就連速度最快的光也無法逃離——黑洞，是個(gè)名副其實(shí)的宇宙真空“吸光器”。不僅如此，它的密度出奇地大。有多大？把10倍于太陽(yáng)質(zhì)量的恒星壓縮到直徑為北京六環(huán)大小的球體中，這樣的密度就相當(dāng)于黑洞的密度。

　　根據(jù)黑洞質(zhì)量的不同，天文學(xué)家將黑洞大致分為恒星級(jí)黑洞（100倍太陽(yáng)質(zhì)量以下）、中等質(zhì)量黑洞（100倍至10萬(wàn)倍太陽(yáng)質(zhì)量）和超大質(zhì)量黑洞（10萬(wàn)倍太陽(yáng)質(zhì)量以上）。恒星級(jí)黑洞是由大質(zhì)量恒星死亡形成的，是宇宙中廣泛存在的“居民”。

　　按照科學(xué)家們的認(rèn)知，一顆恒星演化到最后如果剩下的質(zhì)量太多，即大于3倍太陽(yáng)質(zhì)量，則既不能形成白矮星，也不能成為中子星，一旦進(jìn)入死亡階段，就沒有任何力量可以阻止這顆恒星在終極引力的作用下持續(xù)塌縮，最終形成致密的黑洞。

　　“球狀星團(tuán)和矮星系中心或許有中等質(zhì)量的黑洞，而在星系的中心存在著超大質(zhì)量黑洞，比如銀河系中心就有一個(gè)約400萬(wàn)倍太陽(yáng)質(zhì)量的超大質(zhì)量黑洞。”國(guó)家天文臺(tái)研究員劉繼峰說。

　　“捕捉”黑洞

　　神秘又有趣，若龍潛深淵隱藏爪牙，潛行于宇宙星海中。可黑洞本身不發(fā)光，天文學(xué)家如何在茫茫宇宙中尋找到它們呢？

　　答案是間接觀測(cè)。劉繼峰介紹，觀測(cè)驗(yàn)證黑洞通常有兩種方法，一種是通過引力波實(shí)驗(yàn)聆聽時(shí)空的漣漪，進(jìn)而推知黑洞并合事件，但這僅適用于稀少的雙黑洞，即兩個(gè)星系碰撞合并后產(chǎn)生的兩個(gè)相互繞轉(zhuǎn)的黑洞。還有一種方法是通過監(jiān)測(cè)明亮伴星的運(yùn)動(dòng)推知黑洞存在，并測(cè)量黑洞質(zhì)量。過去50年里，人們用該種方法發(fā)現(xiàn)了約20顆黑洞，質(zhì)量均在3倍到20倍太陽(yáng)質(zhì)量之間。

　　原來，黑洞雖然不發(fā)光，不過它們身邊的小伙伴們實(shí)在是太高調(diào)，周邊的吸積盤或者伴星都表現(xiàn)出異樣的“氣場(chǎng)”：如果黑洞與一顆正常恒星組成一個(gè)距離較近的雙星系統(tǒng)，黑洞就會(huì)露出猙獰的爪牙，以強(qiáng)大的“胃口”直接把這顆伴星上的氣體物質(zhì)吸過來，形成吸積盤，發(fā)出明亮的X射線光。這些X射線光如同這些物質(zhì)被黑洞吞噬前的“回光返照”，而就是這一“照”，成為天文學(xué)家這些年追尋黑洞蹤跡的強(qiáng)有力線索。迄今為止，銀河系中幾乎所有的恒星級(jí)黑洞均通過黑洞吸積伴星氣體所發(fā)出的X射線來識(shí)別的。

　　按照理論預(yù)測(cè)，銀河系中應(yīng)該有上億顆恒星級(jí)黑洞，不過在黑洞雙星系統(tǒng)中，能夠發(fā)出X射線輻射的僅占一小部分。當(dāng)黑洞和它的伴星距離較遠(yuǎn)時(shí)，我們的“大胃王”也會(huì)表現(xiàn)出平靜溫和的一面。

　　既然如此，對(duì)于這些平靜態(tài)，即不吸積伴星氣體的黑洞，該如何搜尋呢？天文學(xué)家在發(fā)現(xiàn)這顆最大恒星級(jí)黑洞的過程中給出了全新答案。