人類出乎意料地首次觀測到黑洞誕生之謎

最近，NASA驚爆一則消息：天文學家碰巧發現，第一次觀測到一顆恆星正在變成黑洞！這種天大的好運意味著什麼？會給天文學帶來神馬改變？

先科普一下黑洞，然後細說。

一提到本宇宙最神秘的天體黑洞，我們難免不寒而慄——黑到什麼程度？沒有什麼能夠逃脫它的魔爪，別說飛船、星辰、恆星，就連看得見的光線、看不見的X射線都逃不過！所以說，研究這種宇宙怪獸，要比登天難多了。

但為什麼科學家那麼痴迷於黑洞？因為有關物質、能量、時間、空間、宇宙的終極秘密——開端和終結……幾乎宇宙的所有重要秘密，最後交織到了黑洞。也就是說，我們只要找到黑洞的密鑰，本宇宙的重要大門也就打開了。

所以呢，黑到看不見的黑洞，引得無數英雄競折腰。愛因斯坦構建了刨除黑洞外，所有可觀宇宙的物理法則，儘管愛翁本人沒有直接推導出黑洞的存在，但黑洞的確是廣義相對論的一個明確預測；史瓦西第一個計算出黑洞的大小（史瓦西半徑），以及黑洞的勢力範圍（視界）；克爾推算出黑洞的內心什麼樣（黑洞奇環）；惠勒不僅給它起了名（黑洞），還定了性（黑洞無毛定理）；霍金得出黑洞的最終結局什麼樣（霍金輻射），當然也製造了新的麻煩，廣義相對論和量子理論的矛盾衝突（黑洞信息悖論）……好了，不管你懂不懂，也不管我怎麼說，恐怕你都會說：黑洞是很重要，但沒法徹底搞明白，因為一靠近你就輸了。

何況我們目前還沒有能力去近距離研究，就算遠距離研究，也是難上加難。這比大海撈針難多了，畢竟針是金屬的，表面會反光，可是黑洞呢？只會幹吃不吐，吃干榨凈周邊任何物質和信息。即使理論上有霍金輻射，但卻十分微弱，根本沒法測出來。利用可見光和電磁波的反射、折射、吸收等這類天文探索的基本手段，用在黑洞身上也都不好使了。

所以呢，總歸一個字：難！

不過，可能有朋友要支招了：不發光沒有關係，只要在夜空里尋找那種有引力、有運動的暗黑天體，不就行啦！只要耐心點，早晚都會找到。但任何事都是說起來容易做起來難，要知道儘管黑洞都是大質量天體，但體積卻非常小。比如說，一個10倍於太陽質量的恆星，要是坍縮成黑洞，只有直徑30公里大小，我們要想在地球上找到這個太陽系以外的小小黑洞，這就好像讓宇航員在月球上發現你頭髮里的一根白頭髮，你說難不難？！

那麼問題來了，天文學界已知的黑洞，又是怎樣發現的？簡單來說，有三種方法：一黑一亮的雙星系統、星系中心的超級黑洞、淘汰法。

由一顆明亮恆星和一個黑洞組成「一黑一亮」的雙星系統，黑洞的強大引力會從旁邊這顆恆星身上，捕獲大量星際物質形成吸積盤，吸積盤就會發射出大量X射線，天文學家只要能發現這些現象，就能判斷黑洞存在！

超大質量黑洞往往都存在於星系的中心，這是目前天文學界的共識。比如說，我們銀河系中心就隱藏著一個超級黑洞——人馬座A*，這是距離我們人類最近的超大質量黑洞（是太陽質量的400萬倍）。之所以被確定為超級黑洞，除了輻射X射線之外，還輻射大量無線電波，這是因為星系中心的黑洞，一般帶有電荷，並且圍繞中心高速旋轉，所以在它周圍形成了一個異常強大的磁場。

今年4月份，NASA聯手ESA歐空局等世界多家頂級天文機構，共同給人馬座A*拍定妝照，目前正在數據處理和後期處理，一旦公布，這將是人類第一次為黑洞拍的證明照，也是黑洞第一張照片！以往我們見到的所有黑洞圖片其實都是黑洞藝術照，天文學家+藝術家聯手繪製的想像圖。

在天文學上真實觀測到的被稱為黑洞的天體，嚴格意義上說，是理論上認為的黑洞的候選者。什麼意思？說了一大頓，這些黑洞都是不能完全確定的？

其實，這恰恰是科學共同體的嚴謹。因為科學之所以被稱為科學，必須是能夠被證實、檢驗的。再漂亮的科學理論，如果沒經過檢驗，也還只是一種假說。同樣道理，確定黑洞是否存在，目前為止還沒有一種直接檢驗的方法。所以呢，天文學家識別黑洞，最終靠的是淘汰法。某種天體緻密而且質量巨大，如果不是中子星或者別的什麼大質量天體的話，那麼就可以推斷它是黑洞了。用這種淘汰法識別黑洞，現已被天文學家廣泛接受了。

我說了這麼一大頓，總之就是為了說明研究黑洞其實很難很無奈，人類對黑洞了解也很有限。

終於，要說「但是」的時候了——研究黑洞的轉折點，萬萬沒想到，說來就來了，說是萬分幸運，毫不誇張。

美國俄亥俄州立大學的一組天文學家最新發現，一顆超大恆星正在變成黑洞。這可是人類首次直接觀測到一個黑洞的誕生！

這顆超大恆星的天文編號是N6946-BH1，位於NGC 6946焰火星系。它的前身是一顆紅超巨星，質量是太陽25倍的，距離地球2200萬光年。

NGC 6946，也叫焰火星系，長得的確有幾分像節日里的焰火。它是一個螺旋星系，處於仙王座和天鵝座交界處，時常出現超新星爆發。最早由大名鼎鼎的威廉·赫歇爾發現。

早在2007年，天文學家觀測到：N6946-BH1的光度增加到太陽的100萬倍（左圖），但到2015年時它卻突然消失了，已無法在可見光波段觀測到它（右圖）。來自最新一次觀測，利用功能強大的斯皮策太空望遠鏡，只能探測到少量紅外輻射。

天文學家經過一系列研究分析，得出結論：N6946-BH1，前身是一顆紅超巨星，按照天文學家推算，原本以為會發生一次超新星爆發，但出乎意料的是它沒有耀眼地爆發，而是突然玩起了消失，隱身了——形成了一個黑洞。

通常超新星爆發是這樣的，如圖所示，從上到下的這5張圖顯示了超新星爆發的順序。但變成黑洞的N6946-BH1，卻不是這樣的。

至於，為什麼確定是變成了黑洞，天文學家採用的就是我前面介紹的「淘汰法」。天體緻密而且質量巨大，如果不是中子星或者別的什麼大質量天體的話，那麼就可以推斷它是黑洞了。

這次重大發現的意義是什麼？

以往天文學界認為，黑洞的形成，通常是由至少超過3倍質量大的大質量恆星，經過超新星爆發後，才能坍縮形成。而這次直接觀測到黑洞的誕生，卻打破這一黑洞理論模型，大質量恆星在自己的末日——變成紅超巨星後，直接變身成為最暗黑的黑洞！而不必全都經過閃耀全宇宙的超新星爆發過程。

黑洞理論，就此改寫！人類離黑洞謎底更近一步了。

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