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天鵝座v404黑洞（v404cygni）在今年6月甦醒了。
她自上次爆發(fā)後，一睡就是26年，這個(gè)世界上的90後還沒(méi)有見(jiàn)過(guò)她上次爆發(fā)的模樣。
雖然無(wú)人知曉她的面容幾何，但我們可以讀懂她從距離我們7800光年的遙遠(yuǎn)宇宙發(fā)來(lái)的消息——這條消息可是用高能的伽馬射線和x射線寫(xiě)成的！
美國(guó)的雨燕（swift）衛(wèi)星最早收到了天鵝座v404黑洞甦醒的消息，並通知了黯淡藍(lán)點(diǎn)上的公民們。
一個(gè)超級(jí)黑洞它醒了……
左圖是天鵝座v404在天空中的位置圖；右圖爲(wèi)美國(guó)雨燕衛(wèi)星的宣傳圖
一個(gè)超級(jí)黑洞它醒了……
這個(gè)圖展示的是天鵝座v404亮度變化圖。除此之外，還有一些亮度變化的源，對(duì)於cygx-1和cygx-3是持續(xù)亮的
我們應(yīng)當(dāng)感謝科幻文學(xué)和科幻電影的繁榮，它們讓許多普通人認(rèn)識(shí)甚至“目睹”了黑洞。現(xiàn)在，或許連一箇中學(xué)生都知道：黑洞引力巨大、撕裂一切，連光線都逃脫不得。
愛(ài)因斯坦在100年前提出了偉大的廣義相對(duì)論，認(rèn)爲(wèi)當(dāng)所有的質(zhì)量都集中在一個(gè)非常小的奇（qi）點(diǎn)上時(shí)，在某個(gè)範(fàn)圍之內(nèi)會(huì)產(chǎn)生巨大的引力，這就是黑洞吞噬萬(wàn)物的道理。
望向宇宙深處的“眼睛”
看到這裡，或許你會(huì)問(wèn)我，既然連光都逃脫不出黑洞的手掌心，我們?cè)鯓佑^測(cè)“黑洞”這個(gè)黑漆漆的洞呢？
人類(lèi)的眼睛只能看到非常窄的一段電磁波譜，如果你有幸獲得一副可以看到x射線的眼鏡，那麼你將看到全然不同的宇宙圖景：我們的太陽(yáng)會(huì)比現(xiàn)在暗許多，夜空中不再有繁星點(diǎn)點(diǎn)，而只剩下稀疏個(gè)亮點(diǎn)點(diǎn)綴其中——因爲(wèi)能夠產(chǎn)生如此高能輻射的點(diǎn)源天體非常有限——只有中子星、黑洞和少數(shù)的白矮星。
所以，戴上這隻神奇的眼鏡，你就可以看到天鵝座v404黑洞甦醒的樣子啦，它就是天空中最亮的那個(gè)點(diǎn)，比目前知道的最亮的x射線天體天蠍座x-1（scox-1）還要亮上3倍。
對(duì)於全人類(lèi)來(lái)說(shuō)，望遠(yuǎn)鏡就是這樣一副神奇眼鏡：光學(xué)望遠(yuǎn)鏡幫助我們看到更暗的天體，其它波段的望遠(yuǎn)鏡幫我們認(rèn)識(shí)光學(xué)之外的宇宙萬(wàn)物。
當(dāng)然，科學(xué)家們並非透過(guò)望遠(yuǎn)鏡的鏡片就能直接看到張著大口、永遠(yuǎn)吃不飽的“黑洞怪物”，人類(lèi)所能做的只是間接地探測(cè)黑洞。
接下來(lái)我們所說(shuō)的黑洞之觀測(cè)，並不是地球人理所當(dāng)然以爲(wèi)的“肉眼觀測(cè)”，而是通過(guò)能看見(jiàn)各種射線的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)。
一個(gè)超級(jí)黑洞它醒了……
探測(cè)黑洞的秘訣
宇宙中有兩類(lèi)黑洞我們能夠確認(rèn)：
一類(lèi)是恆星量級(jí)的黑洞。它的質(zhì)量比太陽(yáng)大一些，比如說(shuō)大約有10個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，這一類(lèi)黑洞就像其它恆星一樣，存在於星系的各個(gè)角落裡。就我們銀河系而言，估計(jì)就有超過(guò)一千萬(wàn)個(gè)。
另外一類(lèi)黑洞，被稱(chēng)之爲(wèi)“超大質(zhì)量黑洞”。這類(lèi)黑洞的質(zhì)量往往相當(dāng)於至少幾百萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)的質(zhì)量（2014年，中國(guó)天文學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有10億個(gè)太陽(yáng)那麼重的黑洞呢！），它們通常孤獨(dú)地存在於星系的中心。
儘管這兩類(lèi)黑洞的質(zhì)量有著天壤之別，但是會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似的天文觀測(cè)現(xiàn)象，這裡面可藏著人類(lèi)觀測(cè)、探測(cè)黑洞的秘訣噢！
第一就是黑洞周?chē)且蝗γ髁撩利惖奈e盤(pán)。
通過(guò)吸積附近的氣體，黑洞周?chē)鷷?huì)形成一個(gè)氣體盤(pán)（就是吸積盤(pán)），盤(pán)中的氣體圍繞著黑洞轉(zhuǎn)動(dòng)，相互摩擦產(chǎn)生極大的能量，以光的輻射釋放出來(lái)，被球上的望遠(yuǎn)鏡或者太空望遠(yuǎn)鏡所看到。
然而，因爲(wèi)觀測(cè)望遠(yuǎn)鏡能力的限制，這一壯觀景象的具體細(xì)節(jié)我們只能在電影中看到，就像電影《星際穿越》中表現(xiàn)的那樣。那是動(dòng)畫(huà)公司在科學(xué)家的指導(dǎo)之下，根據(jù)大量計(jì)算數(shù)據(jù)將黑洞可視化的結(jié)果。
第二種現(xiàn)象是噴流。
與吸積盤(pán)不同，噴流的空間尺度更大，更容易爲(wèi)望遠(yuǎn)鏡所看到。在某些情況下，吸積氣體的黑洞會(huì)將多餘的、未進(jìn)入黑洞中的氣體沿著轉(zhuǎn)動(dòng)方向快速拋射出去，這些氣體由帶電粒子構(gòu)成，本身含有磁場(chǎng)，所以會(huì)產(chǎn)生輻射，讓我們探測(cè)到它的存在。
正是黑洞的上面兩種表現(xiàn)，讓人類(lèi)能夠知道它的存在。對(duì)於沉睡了26年的天鵝座v404黑洞來(lái)說(shuō)，正是通過(guò)從伴星上吸積到了足夠氣體，吸積盤(pán)產(chǎn)生爆發(fā)，從而產(chǎn)生了非常強(qiáng)的高能輻射，給地球人捎來(lái)了口信。
天鵝座v404黑洞這次醒來(lái)了十幾天時(shí)間。在這次短暫而猛烈的爆發(fā)中，整個(gè)吸積盤(pán)都被摧毀了。
在接下來(lái)的幾十年中，天鵝座v404需要從其伴星再積攢氣體，醞釀著下一次的爆發(fā)。
一個(gè)超級(jí)黑洞它醒了……
黑洞從伴星吸積氣體圖；噴流、吸積盤(pán)、黑洞的位置都被標(biāo)註了出來(lái)。請(qǐng)注意這僅僅是示意圖，尺寸大小不完全成比例
給黑洞稱(chēng)體重
所以，黑洞儘管是漆黑一片，但它時(shí)不時(shí)通過(guò)周?chē)恍┪镔|(zhì)活動(dòng)，來(lái)向我們展示它的存在與巨大威力。
那麼，當(dāng)宇宙深處傳來(lái)疑似黑洞存在的消息，天文學(xué)家如何確認(rèn)那就是一個(gè)黑洞呢？要知道，中子星也有吸積盤(pán)和噴流現(xiàn)象噢。
這就需要科學(xué)家爲(wèi)那隻疑似爲(wèi)黑洞的東西測(cè)一下“體重”啦。
首先，從理論上來(lái)說(shuō)，如果一個(gè)緻密天體的質(zhì)量大於3個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，因爲(wèi)已經(jīng)沒(méi)有任何已知力來(lái)支撐它自身的重量，所以，它會(huì)向中心塌縮形成恆星量級(jí)的黑洞，但因爲(wèi)黑洞本身不發(fā)光，所以只有黑洞周?chē)嬖谥樾堑臅r(shí)候，我們才能看到並且對(duì)黑洞的質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量。
實(shí)際上，我們的銀河系理應(yīng)存在著上千萬(wàn)個(gè)恆星級(jí)的黑洞，目前我們確認(rèn)的只有60多個(gè)，因爲(wèi)當(dāng)黑洞和伴星一起圍繞運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，我們才能夠利用簡(jiǎn)單的物理定律，通過(guò)伴星的運(yùn)動(dòng)軌道測(cè)量到黑洞的質(zhì)量。這種方法類(lèi)似於利用月球運(yùn)動(dòng)來(lái)測(cè)量地球質(zhì)量和利用地球運(yùn)動(dòng)來(lái)測(cè)量太陽(yáng)的質(zhì)量。
1974年，地球上兩顆聰明的大腦、理論物理學(xué)家霍金和好朋友基普·索恩就人類(lèi)第一個(gè)黑洞候選體——天鵝座x-1（cygx-1）——是不是黑洞打了個(gè)賭，他們以一年的成人雜誌《閣樓》作爲(wèi)賭注。
後來(lái)的觀測(cè)是利用天鵝座x-1中的伴星運(yùn)動(dòng)測(cè)得了黑洞質(zhì)量，大約爲(wèi)15個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，從而霍金認(rèn)輸並且在兩人的賭書(shū)上簽名按上了自己的手印。
一個(gè)超級(jí)黑洞它醒了……
霍金和索恩關(guān)於天鵝座x-1黑洞的打賭契約（摘自《黑洞與時(shí)空彎曲—愛(ài)因斯坦的幽靈》一書(shū)）
之前提到的兩類(lèi)黑洞質(zhì)量都可以用這種方法來(lái)測(cè)量。例如，銀河系的大質(zhì)量黑洞位於人馬座中，它的名字叫sgra*，質(zhì)量大約爲(wèi)400萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。
天鵝座v404黑洞在經(jīng)歷了短暫爆發(fā)之後，現(xiàn)已重歸於平靜，讓我們期待她的再一次甦醒吧。