东说念主类初次拍到的黑洞像片。

恒星级黑洞暗示图。

中等质料黑洞与超高速星暗示图。

超大质料双黑洞暗示图。以上图片均为中国科学院国度天文台提供

黑洞，又一次成为热议话题。2024年度“中国科学十猛发达”发布，“发现超大质料黑洞影响宿主星系形成演化的枢纽凭据”入选。

“高冷”的黑洞，总不穷乏枢纽的心绪眼神。黑洞的背后有什么？自己不发光的黑洞，若何被“看见”和“听见”？黑洞会激发“时空漂泊”吗？对黑洞的意思和意见，牵引着东说念主类对天地“进化”的无穷意思。当咱们谛视黑洞，看到的不仅是天地奇不雅，更是东说念主类求索的勇气与束缚刷新的科技标尺。

——编  者

东说念主类为什么要究诘黑洞？

天地中，有一类天体是通过“吃”来长大的。它即是黑洞。

长久以来，黑洞一直是科学限制的热门之一。霍金曾屡次就黑洞究诘与东说念主打赌，全输了，成为科学史上的趣谈。2019年，事件视界千里镜发布初次给星系M87中心黑洞拍的像片，外形神似甜甜圈的黑洞激发公众热议；2016年、2020年，黑洞究诘两获诺贝尔物理学奖。

黑洞是若何“出身”的？又是若何“长大”的？它若何与周围的天地环境彼此作用？

这一系列问题，咱们统称为黑洞的形成和演化——这是天体裁的要紧课题。按照体重，天体裁家把黑洞分红三种类型：几倍到几十倍太阳质料的恒星级黑洞、星系中心几百万倍太阳质料以上的超大质料黑洞，以及介于二者之间的中等质料黑洞。接下来，让咱们一都走进黑洞“成长记”。

从“恒星葬礼”，到天地“巨无霸”，黑洞险些与天地中系数的剧烈爆发事件关系，却又因其玄机性让东说念主难以集中。从爱因斯坦的纸笔推演启动，黑洞究诘就像一场突出百年的天地解谜游戏。

在解谜的历程中，技艺的发展是东说念主类最大的助力。引力波探伤器让咱们“听声辨位”，捕捉黑洞并合的“时空漂泊”；事件视界千里镜则像一台“天地相机”，收效拍下了黑洞的“剪影”。

东说念主类为什么要究诘黑洞？黑洞究诘与咱们的生涯密切关系：WiFi技艺的出身，最初是为了传输黑洞数据；引力波探伤中的激光过问技艺，如今应用于地震预警、精密制造和医学成像……

黑洞不仅是天地的谜题，更是东说念主类探索未知的绚烂。尽管前路漫漫，但走时的是，咱们依然“看见”“听见”了黑洞，在揭开天地避讳奥秘的路上，大黑比束缚前行。

星河系内究竟有若干恒星级黑洞？

思象一下：一颗比太阳重20多倍的恒星，在生命末期像一颗推广到极限的气球，“砰”的一声炸掉“外套”，如烟花相似照亮天地，这即是超新星爆炸。而恒星的中枢——若是高于3倍太阳质料，便会在引力作用下，速即坍缩成一个连光都无法逃走的“囚笼”，恒星级黑洞由此出身。

第一颗被发现的恒星级黑洞是位于天鹅座的Cygnus X—1。按照恒星演化表面，星河系中特殊千万例黑洞，而况质料越小，数量越多。但当今完了，星河系内仅证明了不到50例黑洞，其中3—5倍太阳质料的小质料黑洞是缺失的（称为“黑洞质料舛误”）。这意味着，当今的黑洞样本可能有很大偏差，咱们需要搜寻黑洞并成就大样本，究诘它的质料漫衍。

黑洞相等小，自己不发光，若何找到它们？

天体裁家发展出了好多措施，包括X射线措施（探伤黑洞吸积伴星物资发出的X射线）、引力波措施（探伤两颗黑洞彼此绕转发出的引力波）、视向速率措施（探伤伴星绕黑洞动掸形成的多普勒理解）、天体测量措施（探伤伴星绕黑洞动掸形成在天球位置上的周期性变化）、引力透镜法（探伤黑洞经过配景恒星前边形成恒星光度的变化）等。

这些年，黑洞的搜寻与测量方面有了不少发达。2024年，盖亚千里镜发现了当今完了星河系最大的恒星级黑洞GaiaBH3（33倍太阳质料）；我国天体裁家期骗郭守敬千里镜发现了置信度最高的位于质料舛误的小黑洞G3425（3.6倍太阳质料），施展小质料黑洞不错存在，填补了黑洞质料漫衍的缺失设施。

中等质料黑洞在那里？

中等质料黑洞的发祥，说法纷纭。

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它可能来自好多恒星级黑洞的并合，通过小“种子黑洞”的“日积月聚”终了质料的加多；也可能来自天地早期第一代恒星的坍缩，简略大质料气体云跳过恒星阶段的胜利坍缩。

因为莫得着实存在的凭据，中等质料黑洞常被称为“缺失的一环”。天体裁家也曾通过测量球状星团各个半径处的视向速率迷漫弧线，联结数值模拟来判断中等质料黑洞的存在。但这种措施，无法摈斥星团中心是一群恒星级黑洞和中子星的可能。

2025年，我国天体裁家通过轨说念回溯，发现一颗超高速星是从星团M15中被甩出去的，这只可来自中等质料黑洞撕开密近双星的引力弹弓效应，这买通了中等质料黑洞存在凭据链的终末一环。此外，2018年，天体裁家期骗黑洞潮汐瓦解恒星的措施，在一个球状星团中证认了一例中等质料黑洞，这亦然当今搜寻千里寂黑洞的新兴措施。

引力波也在发现中等质料黑洞方面作出了枢纽孝顺。2019年，激光过问引力波天文台和室女座引力波天文台发现了一例85倍和66倍太阳质料黑洞的并合事件，并合后的黑洞质料是142倍中等质料黑洞，是当今发现的最小中等质料黑洞。

若何从“种子黑洞”长成超大质料黑洞？

本日地还很年青时，超大质料黑洞就依然存在了。

超大质料黑洞可能以中等质料黑洞为“种子黑洞”，通过束缚并合或吸积周围的气体，终了质料的大量级升迁。关于那些相等活跃的、正在肆意“暴饮暴食”的超大质料黑洞，东说念主们常称其为看成星系核或类星体。

超大质料黑洞的形成需要黑洞经过数亿年到数十亿年的捏续吸积。但近些年来，东说念主们束缚地在天地早期发现新的黑洞。2015年，我国天体裁家发现了中心黑洞质料约为120亿倍太阳质料的超亮类星体，是其时东说念主类发现的远方天地中发光最亮、中心黑洞质料最大的类星体，红移为6.3，绝顶于天地大爆炸后8亿年傍边。2024年，韦布千里镜证明星系GN—z11中存在活跃的超大质料黑洞，其红移为10.6，绝顶于天地出死后4.3亿年。在如斯短的期间内，超大黑洞是若何快速“吃胖”的？这是当今天体裁的要紧未解之谜。

超大质料双黑洞，亦然意旨的天文风光。在天地的演化历程中，存在精深的星系并合事件，咱们不错思象，好多并合后的星系中会存在两颗超大质料黑洞，它们在相等近的距离上彼此绕转。它们在旋进并合历程中会放射纳—微赫兹引力波，而发现纳赫兹引力波是海外物理学和天体裁限制竞赛的焦点之一。2023年，我国天体裁家期骗天眼千里镜发现了具有纳赫兹引力波特征的信号，标明我国纳赫兹引力波究诘与海外同步，达到率先水平。

（作家单元：中国科学院国度天文台）文爱