黑洞

所谓“黑洞”，是引力场很强的一种天体，就连光也不能逃脱出来。

1、简介

黑洞，天文学名词。所谓“黑洞”，是引力场很强的一种天体，就连光也不能逃脱出来。等恒星的半径小到一特定值（天文学上叫“史瓦西半径”）时，就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时，恒星就变成了黑洞。说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。由于黑洞中的光无法逃逸，所以我们无法直接观测到黑洞。然而，可以通过测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推测到它的存在。

2、成因

黑洞是一个空间——时间区域，它的最外围是光所能从黑洞向外到达的最远距离，这个边界称为“事件视界”。它如同一个单向的膜，只允许物质穿过视界并落到黑洞里去，但没有任何物质能够从里面出来。“黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”，其实不然。所谓“黑洞”，就是这样一种天体：它的引力场是如此之强，就连光也不能逃脱出来。根据广义相对论，引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时，它的引力场对时空几乎没什么影响，从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小，它对周围的时空弯曲作用就越大，朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。等恒星的半径小到一特定值（天文学上叫“史瓦西半径”）时，就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时，恒星就变成了黑洞。说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。实际上黑洞真正是“隐形”的。

3、相关研究

超大黑洞形成关键在高密度气体盘

2016年8月，日本东京大学宣布，该大学泉拓、河野孝太郎等人的研究小组首次发现，在超大黑洞的成长过程中，一些高密度分子气体圆盘具有重要的气体质量供给源的功能,可以综合证明星系中心部位的气体质量流入和流出的平衡，符合“高密度分子气体圆盘内形成的大质量星体发生超新星爆发，气体中产生强烈乱流，促进向内侧供给气体”的理论模式。

该研究小组利用阿尔玛望远镜获得的高解析度电波观测数据，对附近星系中心超大黑洞周围数百光年范围的低温、高密度分子气体圆盘进行了调查。新的发现是接近揭开超大黑洞起源之谜的重要成果，该小组今后将继续对远方的黑洞天体进行详细观测，以增进对宇宙中黑洞成长的理解。

根据近年来的观测，多数星系中心普遍存在超过太阳质量100万倍以上的超大黑洞，但它们的形成过程仍是个谜，这也是现代天文学的重要课题之一。以前科学家就知道，超大黑洞吸收的气体量与星系中心星体形成率相关，即中心大量产生星体的星系，其黑洞的气体吸收率也增大。这意味着两种现象具有某种物理结构关系，星体形成驱动黑洞的成长，但对其详细机理尚不明了。

此次，研究小组利用“低温高密度分子气体”作为解决这一问题的突破口进行了观测研究。这是因为低温分子气体是星系中心部位星际物质的主要存在形式。特别是高密度分子气体是星体形成的母体，对于研究超大黑洞成长和星体形成之间物理关系最为合适。

通过对中心存在超巨大黑洞的10个星系进行分析，研究小组首次发现了高密度分子气体圆盘的质量与超巨大黑洞质量吸收率具有很强的正相关联。研究结果认为，作为超大黑洞的质量供给源，附近的高密度分子气体圆盘起到了重要作用，而星系全体气体的多少对超大黑洞成长并没有影响。