李龍臣 2007年04月30日 17:30
如何探測黑洞
這裡只說恒星級黑洞和星系中心巨型黑洞的探測。它們不向外輻射電磁波，因此無法用各種望遠鏡對其直接進行探測。但它們總是要“進食”的，這為我們提供了最好的探測機會。許多恒星級黑洞都有巨大的伴星（它們原先是雙星，後來其中一顆變成了黑洞），它是黑洞的食物來源，黑洞的強大引力猛烈地將伴星的氣體吸引過來，離黑洞越近，速度越 快。
不過，被吸引過來的氣體並不直接落向黑洞，而是繞黑洞旋轉，形成一個旋渦，叫“吸積盤”。盤的外邊緣的氣體溫度較低，在旋轉著靠近黑洞的過程中，溫度不斷升高，在接近落向黑洞的內邊緣時，達到幾億度。還有，吸積盤中的局部氣體有湍流，溫度也高達幾億度，它們都發出Ｘ射線。探測到這些Ｘ射線，也就是探測到了黑洞。另外，接踵而來的氣體在高速落向吸積盤時，會產生明亮的熱點，也是黑洞存在的標誌。
通過黑洞吞食物質的上述特性，也可對星系中心的巨型黑洞進行探測。不過，當巨型黑洞撕裂恒星時是探測它的最佳時期。
一顆恒星從黑洞近旁通過時，如果距離太近，黑洞巨大引力形成的潮汐力（引力差），會對恒星產生抻麵糰一樣的效果，將恒星抻長、壓扁，恒星成為一個橢圓形的薄煎餅。其中心溫度會在0.1秒內升高到10億度，發生像超新星爆炸那樣的熱核鏈反應，恒星即使不立即爆炸，也會在逐漸遠離黑洞時因體積的強烈反彈而爆炸。即使不是整個恒星瓦解，也會將其一部分炸得粉碎。被炸碎的恒星碎片，一部分成為高溫氣體雲，高速遠去，在與其他放射性原子碰撞時，產生g射線；大部分被黑洞的引力捕獲。急劇落入黑洞周圍的吸積盤。如前所述，就可能被探測到。
2004年2月18日，美國航宇局宣稱，歐美一些科學家通過“牛頓Ｘ射線望遠鏡”和“錢德拉Ｘ射線望遠鏡”的一些探測數據分折，找到了黑洞撕裂恒星的第一個證據。在距地球7億光年的RXJ1242-11星系中，一顆太陽大小的恒星，在經過星系中心1億倍太陽品質的巨型黑洞時，被部分地撕裂。
更大品質的黑洞，它的強大引力會使周圍的恒星加速運行，高速運行的恒星很容易相互碰撞，在碰撞中相互擠壓，也會產生熱核爆炸，使恒星碎裂，成為黑洞吞食的物質。
在宇宙中，星系之間也會發生碰撞，如果它們的中心都有巨型黑洞，則會發生兩個黑洞之間的碰撞。碰撞不僅產生像g射線這樣的電磁輻射，而且會產生引力輻射，即發射引力波。
恒星級黑洞和星系中心巨型黑洞的強大引力是它的巨大品質的集中反映。因此，尋找黑洞的主要方法是從品質上去區分，這對星系中心巨型黑洞顯而易見，對雙星系統中的不可見星，如果品質大於3.2倍太陽品質，那它一定是一個黑洞；對單個看不見的恒星，只要向它發射一顆人造衛星，根據衛星的軌道週期，就可算出它的品質。
還有其他探測方法嗎？這是一個科學發展問題。隨著對黑洞本質的深入了解，將來或許還有更好的探測方法。目前，科學家們想到了給黑洞照相的辦法。
