人类终于第一次发现黑洞是如何诞生的

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最近，NASA惊爆一则消息：天文学家碰巧发现，第一次观测到一颗恒星正在变成黑洞！这种天大的好运意味着什么？会给天文学带来神马改变？

先科普一下黑洞，然后细说。

一提到本宇宙最神秘的天体黑洞，我们难免不寒而栗——黑到什么程度？没有什么能够逃脱它的魔爪，别说飞船、星辰、恒星，就连看得见的光线、看不见的X射线都逃不过！所以说，研究这种宇宙怪兽，要比登天难多了。
但为什么科学家那么痴迷于黑洞？因为有关物质、能量、时间、空间、宇宙的终极秘密——开端和终结……几乎宇宙的所有重要秘密，最后交织到了黑洞。也就是说，我们只要找到黑洞的密钥，本宇宙的重要大门也就打开了。
所以呢，黑到看不见的黑洞，引得无数英雄竞折腰。

爱因斯坦构建了刨除黑洞外，所有可观宇宙的物理法则，尽管爱翁本人没有直接推导出黑洞的存在，但黑洞的确是广义相对论的一个明确预测；
史瓦西第一个计算出黑洞的大小（史瓦西半径），以及黑洞的势力范围（视界）；
克尔推算出黑洞的内心什么样（黑洞奇环）；
惠勒不仅给它起了名（黑洞），还定了性（黑洞无毛定理）；
史蒂芬霍金得出黑洞的最终结局什么样（史蒂芬霍金辐射），当然也制造了新的麻烦，广义相对论和量子理论的矛盾冲突（黑洞信息悖论）……

好了，不管你懂不懂，也不管我怎么说，恐怕你都会说：黑洞是很重要，但没法彻底搞明白，因为一靠近你就输了。
何况我们目前还没有能力去近距离研究，就算远距离研究，也是难上加难。这比大海捞针难多了，毕竟针是金属的，表面会反光，可是黑洞呢？只会干吃不吐，吃干榨净周边任何物质和信息。即使理论上有史蒂芬霍金辐射，但却十分微弱，根本没法测出来。利用可见光和电磁波的反射、折射、吸收等这类天文探索的基本手段，用在黑洞身上也都不好使了。
所以呢，总归一个字：难！

不过，可能有朋友要支招了：不发光没有关系，只要在夜空里寻找那种有引力、有运动的暗黑天体，不就行啦！只要耐心点，早晚都会找到。但任何事都是说起来容易做起来难，要知道尽管黑洞都是大质量天体，但体积却非常小。
比如说，一个10倍于太阳质量的恒星，要是坍缩成黑洞，只有直径30公里大小，我们要想在地球上找到这个太阳系以外的小小黑洞，这就好像让宇航员在月球上发现你头发里的一根白头发，你说难不难？！
那么问题来了，天文学界已知的黑洞，又是怎样发现的？简单来说，有三种方法：①一黑一亮的双星系统、②星系中心的超级黑洞、③淘汰法。

①由一颗明亮恒星和一个黑洞组成「一黑一亮」的双星系统，黑洞的强大引力会从旁边这颗恒星身上，捕获大量星际物质形成吸积盘，吸积盘就会发射出大量X射线，天文学家只要能发现这些现象，就能判断黑洞存在！

②超大质量黑洞往往都存在于星系的中心，这是目前天文学界的共识。比如说，我们银河系中心就隐藏着一个超级黑洞——人马座A*，这是距离我们人类最近的超大质量黑洞（是太阳质量的400万倍）。之所以被确定为超级黑洞，除了辐射X射线之外，还辐射大量无线电波，这是因为星系中心的黑洞，一般带有电荷，并且围绕中心高速旋转，所以在它周围形成了一个异常强大的磁场。

今年4月份，NASA联手ESA欧空局等世界多家顶级天文机构，共同给人马座A*拍定妆照，目前正在数据处理和后期处理，一旦公布，这将是人类第一次为黑洞拍的证明照，也是黑洞第一张照片！以往我们见到的所有黑洞图片其实都是黑洞艺术照，天文学家+艺术家联手绘制的想象图。

③在天文学上真实观测到的被称为黑洞的天体，严格意义上说，是理论上认为的黑洞的候选者。什么意思？说了一大顿，这些黑洞都是不能完全确定的？
其实，这恰恰是科学共同体的严谨。因为科学之所以被称为科学，必须是能够被证实、检验的。再漂亮的科学理论，如果没经过检验，也还只是一种假说。同样道理，确定黑洞是否存在，目前为止还没有一种直接检验的方法。所以呢，天文学家识别黑洞，最终靠的是淘汰法。某种天体致密而且质量巨大，如果不是中子星或者别的什么大质量天体的话，那么就可以推断它是黑洞了。用这种淘汰法识别黑洞，现已被天文学家广泛接受了。
我说了这么一大顿，总之就是为了说明研究黑洞其实很难很无奈，人类对黑洞了解也很有限。

终于，要说「但是」的时候了——研究黑洞的转折点，万万没想到，说来就来了，说是万分幸运，毫不夸张。
美国俄亥俄州立大学的一组天文学家最新发现，一颗超大恒星正在变成黑洞。这可是人类首次直接观测到一个黑洞的诞生！
这颗超大恒星的天文编号是N6946-BH1，位于NGC 6946焰火星系。它的前身是一颗红超巨星，质量是太阳25倍的，距离地球2200万光年。

▲NGC 6946，也叫焰火星系，长得的确有几分像节日里的焰火。它是一个螺旋星系，处于仙王座和天鹅座交界处，时常出现超新星爆发。最早由大名鼎鼎的威廉·赫歇尔发现。

▲早在2007年，天文学家观测到：N6946-BH1的光度增加到太阳的100万倍（左图），但到2015年时它却突然消失了，已无法在可见光波段观测到它（右图）。来自最新一次观测，利用功能强大的斯皮策太空望远镜，只能探测到少量红外辐射。

天文学家经过一系列研究分析，得出结论：N6946-BH1，前身是一颗红超巨星，按照天文学家推算，原本以为会发生一次超新星爆发，但出乎意料的是它没有耀眼地爆发，而是突然玩起了消失，隐身了——形成了一个黑洞。

▲通常超新星爆发是这样的，如图所示，从上到下的这5张图显示了超新星爆发的顺序。但变成黑洞的N6946-BH1，却不是这样的。
至于，为什么确定是变成了黑洞，天文学家采用的就是我前面介绍的「淘汰法」。天体致密而且质量巨大，如果不是中子星或者别的什么大质量天体的话，那么就可以推断它是黑洞了。
这次重大发现的意义是什么？
以往天文学界认为，黑洞的形成，通常是由至少超过3倍质量大的大质量恒星，经过超新星爆发后，才能坍缩形成。而这次直接观测到黑洞的诞生，却打破这一黑洞理论模型，大质量恒星在自己的末日——变成红超巨星后，直接变身成为最暗黑的黑洞！而不必全都经过闪耀全宇宙的超新星爆发过程。
黑洞理论，就此改写！人类离黑洞谜底更近一步了。

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