黑洞本应该是看不见的，但为什么大部分黑洞反而很明亮？

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作者：前瞻网

根据定义，黑洞密度非常地大，以致于连光都无法逃逸，但是你随便问一个天体物理学家，他们都会说黑洞是宇宙中最亮的物体之一，这又是怎么回事?

其中一部分答案是：黑洞并不是单独存在的。位于星系中心的巨型黑洞通常被灼热的气体云所包围，当这些物质流入黑洞时，它可以在黑洞周围创造出一个宇宙光环。

但奇怪的是，银河系中心的黑洞并没有像它应该的那样明亮。相对而言，弄清为什么这个黑洞如此昏暗，将有助于了解我们所看到的黑洞“光线”与落入黑洞的物体之间的联系。

为什么黑洞如此明亮

黑洞发光的方式有很多种。当来自附近恒星的气体落入黑洞时，气体就会像水进入排水洞一样螺旋落入黑洞，而当这些气体这样做的时候，它会一起摩擦，然后变热。这基本上和钻木取火的过程是一样的，只不过这里的这种气体的温度可以达到数百万度。

温度这么高的气体会把自己的原子拉扯开，产生大量的正离子和负电子。这些翻腾的带电粒子会产生紊流磁场，将气体汇聚成两股指向相反方向的喷流。如果其中一股喷流的角度恰好指向地球，我们就会看到一个明亮的黑洞。

但有时我们并没有直接位于这些喷流的路径上，这些喷流在喷射出来之后也可能撞击到附近的气体云，甚至邻近的星系，产生碰撞独有的辉光。

我们的昏暗怪物

我们星系的中心有一个异常平静的怪物。夏威夷希洛中央研究院天文与天体物理研究所的杰弗里·鲍尔(Geoffrey Bower)说：“作为一个黑洞和一个能量系统，它几乎就跟死了一样。”

问题是为什么呢。密歇根大学的天体物理学家Lia Corrales说:“我们知道有某种机制可以阻止物质到达黑洞中心，或者到达黑洞本身并掉进去，但是我们还没有弄清楚这种机制到底是什么。”

一种观点认为，当气体落入黑洞并被加热时，增加的压力会将气体推出来。事实上，在上个月发表于《天体物理学杂志》的一篇论文中，Corrales和她的同事公布了人马座A *(“A星”，银河系中央的黑洞)的观察统计分析结果，这项观察由钱德拉X射线卫星进行，时间长达一年。研究发现，人马座A*附近的热气体有向外移动并逐渐冷却的迹象。

但人马座A*并没有死。它有时会发出砰的一声或者咯咯的笑声，有时还会亮上几百倍。天文学家不确定这些耀斑是热气体落入黑洞造成，还是激波穿过这些气体造成，或者是弓形磁性物质折断的结果(类似于太阳耀斑)。

为了全面了解发生了什么事情，天文学家们试图同时通过许多不同类型的望远镜观察人马座A*。

这项研究的关键就是视界望远镜(EHT，Event Horizon Telescope)——这11个遍布地球表面的望远镜可以作为一个单一的仪器使用。在这些发光的气体落入黑洞之前，EHT可以看到这些发光气体在黑洞外围缓慢移动的方式，而其他望远镜可以看到离黑洞更远的地方发生了什么，然后，天文学家就可以将这些观察进行比较，弄清楚究竟是什么导致了这些黑洞耀斑。

EHT最早在2017年使用这11个望远镜中的8个开始观测人马座A*的(剩下的3个将在以后启用)。每年，只有在春天的10天时间内，EHT的所有望远镜都能看到这个天文目标，这个极其短暂的观测窗口极大地减少了误差。但不幸的是，在2018年，恶劣天气限制了观测，而在2019年，技术故障迫使天文学家取消了观测。

不过在2017年，天文学家还是走了好运。他们不仅能够通过太空X射线望远镜的观测来协调EHT的运行，而且人马座A*恰好在他们观察的时候发出了耀斑。但天文学家还没有公布这些数据。

但是，原定于3月26日开始的2020年观测活动由于新冠病毒疫情而被取消。天文学家不得不推迟到2021年再对人马座A*进行下一次观测，我们银河系的安静黑洞将不得不继续等待。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文：https://www.quantamagazine.org/why-are-black-holes-so-bright-20200422/

原文地址：今日头条  ,无意在网上看到这篇文章，深有同感。所以分享。