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第46章 来自光线的煎熬

如我们在第四章中看到的,黑洞的降生会在相当大的范围内造成破坏,爆发出的辐射光束会贯穿星系,烧出一对孔眼。这对光束来自黑洞周围的吸积盘,在巨大的磁场作用下,光束沿着旋转的“盘轴”最终形成。

研究证实,这种情形不只会在黑洞产生时出现。无论何时,只要有物质落入黑洞,就能形成这样一个吸积盘,光束也会随之产生。例如,如果一个黑洞绕着一颗普通的恒星运转(它们形成一个双星,其中的一颗原本是一个质量非常高的恒星,爆炸后形成黑洞),黑洞能够“抽取”另一颗恒星上的物质。通常情况下,这种情形发生在这颗普通的恒星生命将尽、变为一个巨星(见第八章)时,它的外层会被黑洞夺走。

和黑洞诞生时一样,进入的物质会形成一个温度极高的吸积盘。而热量就是源于普通的摩擦力:当物质接近黑洞时,旋转的速度越来越快。在极强的引力作用下,离黑洞稍微近一点的颗粒会比距离稍远的速度更快,因此它们会产生摩擦并把吸积盘加热升温。

不用亲自动手,黑洞就可以把吸积盘加热到数百万度。温度如此高的物质不可避免地产生了横跨整个电磁波谱的射线(从无线电波到X射线)。有意思的是,由于大量光线的产生,黑洞(其实是它们的吸积盘)居然也可以跻身宇宙中最亮天体的行列了。

事实上,第一个黑洞也是由此才被发现的。当第一批X射线卫星发射升空,它们在太空中探测到很多如此来源的高能光线,其中一束可以追溯到天鹅座的一个巨星。虽然这颗被称作HDE226868的恒星是位“彪形大汉”——它的质量是太阳的3倍——但是却没有产生观测到的X射线所需的能量。通过分析采自这颗恒星的电磁波谱,科学家们发现这颗恒星的周围有一颗质量大约是太阳7倍的天体,而它在照片上却没有反映。它肯定是一个黑洞,一个质量是太阳7倍的黑洞。另外,这也很自然地解释了来自这个系统的X射线:这个黑洞(绰号天鹅座X-1)从巨星身上吸收物质,并在这些物质盘旋着走向死亡时爆发出X射线。

这里的“爆发”是真正意义上的爆发。即使在65光年以外,它仍是天空中最明亮的X射线源。如果只有几光年远,X射线可能会对我们的卫星和载人航空计划产生巨大的威胁(见第二章)。

因此,我们最好离黑洞远点儿,它很危险。

通过估算在银河系的生命周期中可能转变为黑洞的恒星数量,科学家们推断出,仅在我们的星系中黑洞的数量就有数百万个之多,天鹅座X-1是已知的距离地球最近的黑洞。

你一定在想:“数百万个?数百万个黑洞潜伏在我们的星系?啊!”

嗯,是的。这听起来很糟糕,我们还是很有必要腾出点儿功夫来好好说说……

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