天文学家是怎么发现黑洞的？

一杯咖啡

黑洞的由来
黑洞最初是相对论和量子力学联合应用于恒星演化最终问题得到的预言。一般来说，恒星的命运有3中：第一种引力塌缩成白矮星，其质量不超过1.4倍太阳质量，第二种，引力塌缩更严重，连电子也被压缩到原子核中，最终成为中子星，质量大约在2-3倍太阳质量；第三种，引力继续塌缩，引力大到连光都不能逃逸出来，这就是黑洞。由引力半径规定的时空界面，交黑洞的视界，也就是说，落入视界之内的所有物质，最终都无法逃逸出黑洞的引力。
X-射线双星中的黑洞
最本质的区分黑洞的方式时观察天体表面，但是现有条件无法实现。同时，我们还无法观测孤独的黑洞。如果一个黑洞和一颗普通恒星相互绕转，组成一个双星系统，那么恒星表层物质就可能被黑洞吸收。吸收物质在下落过程中释放的引力能转化成热能，温度高到发射X-射线，所以只要寻找发射很像X射线源的双星，那么就找到候选黑洞。但是，这还不是黑洞的条件，因为中子星也会发射强烈的x射线。现在的技术就在于如何区分这种强X射线源是黑洞还是中子星

双星黑洞，伴星被黑洞吸积

星系核中的黑洞
可观测宇宙的基本物质源是由亿万颗恒星组成的星系，天文学家认为，这些星系的中心由一个巨大的黑洞组成。因为在星系的中心，即星核，会喷射出定向、准直、速度高到接近光速的物质流。这些物质摆脱的强引力场的强度与黑洞的存在相符合。但是，星系观测受到技术手段，这些星核中心的黑洞现在也只是一种公认的理论假定，因为我们现在还不知道除了黑洞，还有什么天体能都使星系运动起来。

星系核中的黑洞

本质上说，黑洞的最后确认还需要引力波的探测，强引力波源必须是致密天体，引力波的数据可以解密宇宙中大量我们未知的秘密，包括黑洞。