黑洞,作為宇宙的謎之存在,始于理論,發(fā)現(xiàn)于觀測,卻仍深不可測。除了原生黑洞,太陽質(zhì)量超過30倍的恒星死亡后也演化成黑洞。雖然這類恒星罕見,宇宙漫長歲月下它們的數(shù)量仍然龐大。對黑洞的了解仍是科學挑戰(zhàn),但其在宇宙歷程中扮演的角色,無疑讓人類對宇宙的奧秘有了更深層次的思考。

宇宙中不僅有原生黑洞存在,而且任何質(zhì)量在太陽質(zhì)量30倍以上的恒星,死亡后都會坍縮成一顆黑洞。這種大質(zhì)量恒星的壽命很短,雖然目前在宇宙中看來它們的數(shù)量很稀少,但在大約138億年的宇宙歷史長河中,這種大質(zhì)量恒星的數(shù)量累計起來就非常多了,因此宇宙中的黑洞總數(shù)量肯定非常多。有些科學家認為,現(xiàn)在整個宇宙中的黑洞數(shù)量可能非常龐大,僅僅是我們所在的銀河系,黑洞數(shù)量估計就在100萬到1億個,并且絕大多數(shù)應該都是恒星級黑洞。很多黑洞由于周圍已沒有能夠被其所吞噬的物質(zhì),都處于靜默狀態(tài),不存在吸積盤,因此宇宙中大多數(shù)黑洞都沒有辦法被人類以電磁手段探測到。宇宙中最恐怖的一類黑洞就是位于星系中心的超大質(zhì)量黑洞,這類黑洞對星系的形成和演化都起著至關(guān)重要的作用。對于它們的起源,科學家們也還沒有弄清楚。但有一點可以肯定,那就是有些超大質(zhì)量黑洞在宇宙誕生之初的幾億年后就已經(jīng)存在。

上世紀科學家在極其遙遠的距離上發(fā)現(xiàn)了一種極為明亮的天體,稱其為類星體,從字面意思上來看,就是類似恒星的天體。后來科學家發(fā)現(xiàn)原來類星體其實就是被超大質(zhì)量所驅(qū)動的活躍星系核,其位于遙遠星系的中心。類星體的中心是一個超大質(zhì)量黑洞,其質(zhì)量可以達到太陽質(zhì)量的數(shù)百萬倍甚至數(shù)十億倍。人類目前在宇宙中發(fā)現(xiàn)的已知質(zhì)量最大的黑洞,就是一個位于類星體中心的超級黑洞,被稱作Ton 618 ,距離我們大約104億光年。
Ton 618位于獵犬座,它的質(zhì)量非常巨大,大約是太陽質(zhì)量的 660億倍,史瓦西半徑為1920億千米。Ton 618 的亮度也非常高,其亮度超過了整個銀河系的亮度,絕對星等為-30.7,光度估計是銀河系的數(shù)千倍,是宇宙中已知最亮的星體之一。銀河系中心也有一個星系級黑洞,被叫作人馬座A*。不過它的質(zhì)量與Ton 618相比就小得多了,質(zhì)量只有太陽質(zhì)量的400多萬倍,不及Ton 618質(zhì)量的萬分之一。

黑洞的神秘不僅在于其存在,更在于其周圍的活動。觀測數(shù)據(jù)揭示,大多數(shù)星系中心都潛藏著星系級黑洞,如Ton 618。其異常明亮并非黑洞本身發(fā)光,而是因為吞噬周圍物質(zhì)不斷增長。黑洞吸積盤內(nèi)的物質(zhì)在潮汐力作用下高溫摩擦,釋放出比恒星內(nèi)部溫度更高的電磁輻射,包括可見光在內(nèi),呈現(xiàn)極為耀眼的光芒。這一現(xiàn)象揭開了黑洞活動的一層面紗,使我們對宇宙的奧秘更加好奇。