神奇宇宙02： 一吃东西就发光的黑洞

在众多天体中，如果要问谁最受关注，那黑洞肯定是热门人选。黑洞究竟是什么？黑洞是黑的吗？为什么要研究黑洞呢？

我们之所以能看见其他物体，是因为物体反射的光子进入我们的眼睛中。天文学家认为黑洞中心是个时空被无限弯曲的区域，那里密度无限大。

黑洞的边界叫作视界，黑洞所在的时空被视界分成了两部分——视界内和视界外。物质和光可以从视界外进入视界内，但反过来就不行。

这是因为在黑洞的视界内，引力很强，以至于连光都无法逃离。如果连光也出不来，那里面就是黑的，这也是“黑洞”得名的主要原因。

根据质量大小的不同，天文学家将宇宙中的黑洞分成了三类：恒星级质量黑洞、中等质量黑洞和超大质量黑洞。最小的恒星级质量黑洞，它们的质量也是太阳质量的几十倍到几百倍；超大质量黑洞是太阳质量的几百万倍以上。

知道了黑洞是什么之后，下面我们就要去“看”黑洞。诶，不是说黑洞是黑的吗，怎么看？就像我们看不见风，但却能通过树叶被风吹动来判断风的存在意义。对于黑洞，也同样如此。

天文学家可以通过三类代表性证据，来看见黑洞。

第一类证据是恒星的运动透露了黑洞的踪迹。

天文学家对银河系中心的多颗恒星进行了长达16年的观测，发现它们在围绕着一个看不到的天体转动，该天体所处的范围大约只有千分之二光年，它的质量却是太阳质量的430万倍。如此小的区域却拥有这么大的质量，天文学家认为该证据表明了银河系中心就潜伏着一颗超大质量黑洞。

第二类证据是黑洞吃东西会发光。

在黑洞强大引力的作用下，周围的气体会向黑洞下落。由于气体在下落的过程中是转动的，因此会在黑洞周围形成一个发光的腰带，天文学家叫它吸积盘。这个腰带之所以发光，是因为黑洞周围的物质下落的引力势能转化为光和热。

第三类证据就是黑洞的成长过程。

超大质量黑洞主要是由两个更小质量的黑洞并合形成的。几乎在每个大质量星系的中心都存在一个超大质量黑洞，星系并合的后期。激光干涉仪引力波天文台探测的5次引力波都对应了恒星级质量黑洞的并合事件，见证了更小的黑洞借助并合成长为更大黑洞的过程。这类引力波的发现证明了黑洞的存在，让我们“看”见了黑洞。

以上都是间接的证据，而要想直接“看到”黑洞，天文学家希望拍到更靠近黑洞中心的照片。

2019年4月10日，科学家发布了人类拍摄的首张黑洞照片，展现了5500万光年外的椭圆星系M87中心的超大质量黑洞的光环和阴影，提供了黑洞的首个直接视觉证据，也从强引力场的角度验证了爱因斯坦的广义相对论，有助于研究黑洞是如何吃东西和产生喷流的。