太空X射线揭示黑洞新特征

黑洞在吞噬周围恒星物质的过程放射出大量X射线。中子星是高密度天体，也会吸入周围恒星的物质而放射大量X射线。近期一份研究称，找到了黑洞所放出的X射线独有的特征，将黑洞和中子星区分开，可以做为探测到黑洞的确凿证据。

黑洞在吞噬周围恒星物质的过程中喷射大量X射线示意图。（NASA/CXC/M.Weiss）

黑洞最早是爱因斯坦在相对论中预测存在的一种没有坚硬表平面的、奇怪的天体。虽然它没有一个表平面，但是它被约束在一个不可见的范围之内，这个边界就是事件视界。进入这个边界内，任何物质包括光线都无法逃逸。

现在科学家用各种方法，拿出了证明黑洞存在的确凿证据，这是现代物理学和天文学上的一座丰碑。

但是迄今，科学家通过无线电波成像，只拍摄到一个黑洞的照片，那是一个质量达60亿倍太阳的超级黑洞。其它类型的黑洞仍然是通过各种数据证实它们的存在。

比如这份研究所聚焦的质量和太阳一个级别，也就是质量在10倍太阳以下的小型黑洞。

科学家认为，小型黑洞对其周围时空造成的弯曲效应，至少是超级黑洞的几万亿倍。所以，小型黑洞是研究宇宙内极端天体情形不可错失的范例。

通过探测引力波，科学家可以推测这些小型黑洞的合并事件。这些引力波是瞬态事件，只持续几分之一秒，是证明一个稳定的小型黑洞存在的确凿证据。它从周围的恒星上吸入物质的过程中，发出的射线主要是X射线。

而中子星是目前科学家所知的，存在硬质表平面的密度最大的天体。中子星也有类似的从周围恒星吸入物质的过程，这个过程也发射大量X射线。其物质转化为射线的转化率高达约20%。

为了区分探测到的X射线是来自小型黑洞还是中子星，这份研究找到了办法。

研究人员从已退役的X射线天文卫星RXTE搜集的数据中，找到了没有硬质表平面的X射线特征。也就是说，具有这些特征的X射线，是来自小型黑洞。

研究者表示，这是至今发现的可以证明小型黑洞存在的最显着、稳定的特征。这份研究近期发表在《天文学会月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）上。