李龙臣 2007年04月30日 17:30
如何探测黑洞
这里只说恒星级黑洞和星系中心巨型黑洞的探测。它们不向外辐射电磁波，因此无法用各种望远镜对其直接进行探测。但它们总是要“进食”的，这为我们提供了最好的探测机会。许多恒星级黑洞都有巨大的伴星（它们原先是双星，后来其中一颗变成了黑洞），它是黑洞的食物来源，黑洞的强大引力猛烈地将伴星的气体吸引过来，离黑洞越近，速度越 快。
不过，被吸引过来的气体并不直接落向黑洞，而是绕黑洞旋转，形成一个旋涡，叫“吸积盘”。盘的外边缘的气体温度较低，在旋转着靠近黑洞的过程中，温度不断升高，在接近落向黑洞的内边缘时，达到几亿度。还有，吸积盘中的局部气体有湍流，温度也高达几亿度，它们都发出Ｘ射线。探测到这些Ｘ射线，也就是探测到了黑洞。另外，接踵而来的气体在高速落向吸积盘时，会产生明亮的热点，也是黑洞存在的标志。
通过黑洞吞食物质的上述特性，也可对星系中心的巨型黑洞进行探测。不过，当巨型黑洞撕裂恒星时是探测它的最佳时期。
一颗恒星从黑洞近旁通过时，如果距离太近，黑洞巨大引力形成的潮汐力（引力差），会对恒星产生抻面团一样的效果，将恒星抻长、压扁，恒星成为一个椭圆形的薄煎饼。其中心温度会在0.1秒内升高到10亿度，发生像超新星爆炸那样的热核链反应，恒星即使不立即爆炸，也会在逐渐远离黑洞时因体积的强烈反弹而爆炸。即使不是整个恒星瓦解，也会将其一部分炸得粉碎。被炸碎的恒星碎片，一部分成为高温气体云，高速远去，在与其它放射性原子碰撞时，产生g射线；大部分被黑洞的引力捕获。急剧落入黑洞周围的吸积盘。如前所述，就可能被探测到。
2004年2月18日，美国航宇局宣称，欧美一些科学家通过“牛顿Ｘ射线望远镜”和“钱德拉Ｘ射线望远镜”的一些探测数据分折，找到了黑洞撕裂恒星的第一个证据。在距地球7亿光年的RXJ1242-11星系中，一颗太阳大小的恒星，在经过星系中心1亿倍太阳质量的巨型黑洞时，被部分地撕裂。
更大质量的黑洞，它的强大引力会使周围的恒星加速运行，高速运行的恒星很容易相互碰撞，在碰撞中相互挤压，也会产生热核爆炸，使恒星碎裂，成为黑洞吞食的物质。
在宇宙中，星系之间也会发生碰撞，如果它们的中心都有巨型黑洞，则会发生两个黑洞之间的碰撞。碰撞不仅产生像g射线这样的电磁辐射，而且会产生引力辐射，即发射引力波。
恒星级黑洞和星系中心巨型黑洞的强大引力是它的巨大质量的集中反映。因此，寻找黑洞的主要方法是从质量上去区分，这对星系中心巨型黑洞显而易见，对双星系统中的不可见星，如果质量大于3.2倍太阳质量，那它一定是一个黑洞；对单个看不见的恒星，只要向它发射一颗人造卫星，根据卫星的轨道周期，就可算出它的质量。
还有其它探测方法吗？这是一个科学发展问题。随着对黑洞本质的深入了解，将来或许还有更好的探测方法。目前，科学家们想到了给黑洞照相的办法。
