黑洞这玩意，算是人类目前可观测宇宙中最神秘的存在之一了，黑洞黑洞，不管你懂不懂天文学，咱们光听名字就知道是它是黑的。但是最新发现了一个黑洞，不但亮度是太阳的几百万亿倍，甚至每天都能“吞噬”一个太阳！

我们都知道，黑洞引力之大，光都无法逃脱，那么这种比恒星还亮的黑洞是怎么回事？它和普通的黑洞有什么区别？这种黑洞又是怎么诞生的呢？

黑洞“不黑”

黑洞，这一名字听起来就充满了神秘和力量，是宇宙中最引人注目的天体之一。黑洞的名称来源于其独特的性质：它们的引力强大到连光都无法逃脱。这种特性使得黑洞从外界看起来像是一个完全黑暗的区域，因此得名“黑洞”。

一般我们说的黑洞是由恒星演化末期的坍缩形成的。当一颗大质量恒星耗尽其核燃料后，无法再支撑其自身的引力时，核心会发生坍缩，形成一个密度极高、引力极强的区域。这个区域的引力超级强大，以至于连光子都无法从其中逃脱。

从外部看，黑洞是完全不发光的。事件视界就是黑洞的边界线，一旦物质或辐射跨过这个边界，就无法再逃脱黑洞的引力束缚。事件视界内的所有物质和辐射都会被黑洞吸引并吞噬，使得黑洞的质量不断增加。

事件视界的存在使得黑洞成为一个极其神秘的天体。从外部观察者的角度看，任何接近事件视界的物体都会显得越来越慢，最终在时间上似乎被冻结在事件视界上。这种现象是由引力时间膨胀效应造成的。

黑洞之所以“黑”，除了捕捉光子，还因为它们本身不发出任何光线或电磁波。所以如果从视觉上看，它们就像是一个没有光线的区域。所以叫黑洞，并不是因为它的是黑色的。

既然这样，那么人类是如何观测黑洞的呢？科学家们发现当黑洞的强大引力作用于其周围的物质时，这些物质会被加速并加热，发出强烈的X射线。通过观测这些X射线，就能够推测出黑洞的存在。

那么开头说很亮的黑洞又是什么情况呢？不是说光子都无法逃脱黑洞吗？

黑洞“很亮”

今年（2024）2月，澳洲国立大学、欧洲南方天文台、索邦大学联合在《自然天文学》学术期刊上发表了一篇论文，他们发现了一颗类星体J0529-4351，是迄今为止发现的成长最快的类星体。

这个类星体每天能吃掉一个太阳那么大的物质，而且也是现今最亮的类星体，高达太阳的500亿倍。咱们不是在说黑洞吗？怎么扯出个类星体了？别急咱们慢慢解释。

在20世纪中叶，天文学界经历了一次重大的突破，科学家们发现了一类神秘而极其明亮的天体，它们的亮度远超一般恒星，却在观测中显得极为怪异，这类天体就是我们今天所称的类星体。

类星体的发现始于无线电天文学的兴起。20世纪50年代，随着无线电望远镜的广泛应用，天文学家开始系统地扫描天空，记录来自宇宙的无线电波信号。当时他们发现了一些非常强烈的无线电源，但这些信号的来源却难以确定。

最早引起注意的一个无线电源是3C 273。1962年，英国天文学家西里尔·赫茨使用月球掩星技术（利用月球掩盖和显现无线电源的时间）精确定位了3C 273的光学对应体。同年，马尔滕·施密特对3C 273的光谱进行了详细分析。

1963年，施密特在对3C 273的光谱进行分析时，发现其光谱线表现出异常的红移。这一发现至关重要，因为红移表明这个天体正以极高的速度远离地球。通过计算，施密特确定3C 273位于极其遥远的宇宙深处，距离我们数十亿光年。

红移是一种天文现象，表示天体发出的光波长因其远离我们而变长，这通常意味着该天体正以极高的速度远离地球。3C 273的红移非常大，这意味着它离我们极其遥远，远远超出了银河系的范围。

根据红移数据计算，3C 273的距离达到数十亿光年之遥。如此遥远的距离却发出如此强烈的光芒，这意味着3C 273必须是一个极其明亮的天体，其亮度远超一般的恒星。随着更多类似天体的发现，天文学家逐渐发现类星体的中心被一个超大质量的黑洞掌控。

为了了解类星体的能量来源，科学家们提出了吸积盘模型。根据这个模型，类星体的核心是一个超大质量黑洞，周围的物质在黑洞的强大引力作用下形成一个高速旋转的吸积盘。

当这些物质落入黑洞时，其引力势能和动能转化为热能，释放出大量的电磁辐射，特别是X射线和紫外线。所以这个类星体，其实本质上就是黑洞。

不是所有的黑洞都叫类星体

类星体一定是黑洞，但黑洞可不一定都是类星体。单单是黑洞就分为不同类型。最小的黑洞称为恒星级黑洞的质量在几倍到几十倍太阳质量之间，通常由比太阳大数倍的恒星在超新星爆发后塌缩形成。

中等质量黑洞的质量在几百到几千倍太阳质量之间，可能是通过恒星级黑洞互相吞噬，可能还有其他形成原因。

超大质量黑洞的质量在百万到数十亿倍太阳质量之间，通常位于星系的中心。

所谓的类星体就是超大质量黑洞在活跃状态下的表现。当一个超大质量黑洞正在快速吸积大量周围物质时，物质在黑洞的强大引力作用下形成一个高速旋转的吸积盘。

这个吸积盘中的物质在向黑洞中心坠落时被加热到极高温度，释放出大量电磁辐射，包括可见光、紫外线和X射线。由于类星体的亮度极高，甚至可以超过整个星系的亮度，它们成为宇宙中最明亮的天体之一。

而且并不是所有的黑洞都能表现出类星体的特性。因为黑洞并不总是处于活跃吸积状态。只有当一个超大质量黑洞正在快速吸积大量物质时，它才会表现出类星体的特性。

许多黑洞尤其是恒星级和中等质量黑洞，大部分时间处于相对安静状态，吸积速率较低，不能发出显著的辐射，因此不能被称为类星体。就算恒星级黑洞和中等质量黑洞在活跃吸积物质，也不会被称为类星体。

类星体的辐射强度极高，这主要是由于其超大质量黑洞的极高吸积率和巨大质量。这种强大的辐射强度使得类星体可以在极远的距离上被观测到。而其他类型的黑洞，即使在吸积物质时，产生的辐射也相对较弱，通常只能在较近的距离内被探测到。

但是即使是超大质量黑洞，也不是永远能当类星体的。

银河系中心的超大黑洞

远的不说，就说咱们银河系，银河系中心有一个超大质量黑洞，但从现在来看，它并不是一个类星体。这个黑洞被称为人马座A*，相当于400万个太阳那么大。尽管它是一个超大质量黑洞，但它并不符合类星体的特征。

人马座A*是银河系中心的超大质量黑洞。科学家们通过多种观测手段，如射电望远镜、红外和X射线望远镜，确定了这个黑洞的存在。尽管它的质量巨大，但人马座A*的吸积率非常低，这意味着它吸积周围物质的速度较慢，因此发出的辐射相对较弱。

它周围的物质较为稀薄，没有足够的物质形成明亮的吸积盘。银河系已经大约100亿岁了，它中心的环境已经相对稳定，没有大量的物质被引导进入黑洞。现在人马座A*已经没有表现出类星体那样的极高亮度。

但是偶尔，人马座A*也会从其周围的物质中吸积一些物质，产生短暂的X射线和红外辐射闪光。这些闪光是因为物质在靠近黑洞时被加热到高温并释放能量。

在宇宙历史的早期，类星体非常常见，主要集中在大约几十亿年前。现在随着宇宙的膨胀和星系的演化，类星体的数量确实显著减少了，但它们并没有完全消失。

比如之前提到的类星体J0529-4351，离我们至少120亿光年，我们看到的它也只是它120亿年前的样子，现在它可能都已经不那么“爱吃”了。可能这120亿年里，它早已经度过了其最活跃的吸积期。周围剩余的气体和物质也不再足以维持类星体所需的高吸积率。

结语

类星体在早期宇宙中扮演着至关重要的角色。它们不仅通过强烈的辐射和吸积活动影响星系的形成和演化，还推动了超大质量黑洞的生长，对星系的性质和演化过程产生了一些深远影响。

类星体释放的大量紫外线辐射促使宇宙再电离，标志着宇宙从暗时期向光明时期的转变。类星体的红移和光谱信息更是宇宙学研究的重要工具，帮助科学家测量宇宙的膨胀速率、了解宇宙的年龄和结构，以及探索暗能量和暗物质等问题。

虽然科技在进步，但目前我们对宇宙的了解也只是沧海一粟，可能现在大家认可观点，在之后几百年又被推翻也未可知。