HXMT衛星模擬圖。

　　新華社北京6月16日電（記者喻菲、全曉書、屈婷）黑洞裏是否有像好萊塢科幻電影《星際穿越》中所描繪的通向另一個宇宙的秘密通道？我們還不得而知。科學家對離奇古怪又神秘莫測的黑洞開展的研究才剛剛拉開序幕，很多深藏于黑洞背後的秘密還有待揭曉，而中國6月15日發射的硬X射線調制望遠鏡衛星“慧眼”（簡稱HXMT）將重點研究為什麼一些黑洞會“發脾氣”。

　　“慧眼”的主要觀測對象是銀河係內的黑洞和中子星，因為中子星的數量多，所以中子星的觀測時間會比較多。“但是我們更關心黑洞。”“慧眼”首席科學家、中科院高能所粒子天體物理中心主任張雙南説。

　　“黑洞非常有趣，它們的現象非常豐富，能産生X射線等各種輻射，還有可能産生高能宇宙線以及強烈的噴流。科學家很好奇黑洞究竟在幹什麼。現在人類只有二三十個黑洞的樣本，如果我們能發現更多當然好。對已經發現的黑洞我們也希望能研究得更清楚一些，找到黑洞只是開始。科學總是越研究，越發現不理解的更多，因而要進一步研究。”張雙南説。

愛因斯坦與他的黑洞公式。（手繪/賀萌）

　　什麼是黑洞？

　　黑洞的類型主要有兩種：恒星級黑洞和超大品質黑洞。恒星級黑洞的前身是大品質恒星，在它們壽命終結時發生超新星爆發，如果超新星爆發後的殘留物品質大于太陽品質的3倍，引力就將主導一切，沒有什麼力量可以阻擋狂暴的引力塌縮，這顆星星走向最終的黑洞歸宿，黑洞內部的物質似乎從時空中消失了，從此與宇宙失去了聯繫。

　　黑洞是時空中的無底深淵，是一種引力陷阱。在強大的引力作用下，一切都無法擺脫被蹂躪的命運，即便是光也無法從黑洞中逃脫。恒星級黑洞可能在所有星係中都十分普遍，這些沉默的“地雷”散布在宇宙各處。隨著時鐘的每一秒滴答聲，就有一個新黑洞在宇宙某處誕生。據估計，僅在銀河係內，就有上千萬甚至更多這樣的黑洞存在。

　　黑洞對于理解時空起源和宇宙的終極命運十分重要，對黑洞的理解左右著人類對宇宙未來的預測。黑洞既是觀測天文學的福音，也是理論研究的靈感沃土，它為物理學家提供了一個數學演練場，使他們能夠將想法推至極限，用紙和筆探尋自然界一種最極端的環境。

　　科學家如何發現黑洞的？

　　從18世紀80年代有科學家産生關于黑洞的初步猜想，到20世紀下半葉大量天文觀測證據的出現，人類花了200年才接受了黑洞存在的事實。這期間大部分時間裏，人們或忽視或批判有關宇宙中存在這種奇怪天體的想法。如果沒有少數科學家對自然懷有的永遠童心、強烈的好奇心與探索精神，人類就不可能發現並認識黑洞。

　　1971年世界上第一個X射線天文衛星“烏呼魯”的觀測證實了黑洞的存在。第一個被科學家認定為黑洞的是被稱作天鵝座X－1的天體。它距離地球約6000光年，是天空中一個很強的X射線源。

　　天鵝座X－1是個雙星係統，由一顆超巨星和一顆致密星組成。X射線是由可見的超巨星表面拋出的物質産生的。隨著拋出物向不可見的伴星下落，展現出某種漩渦式運動，就像水從浴缸中流出來一樣，而且變得非常熾熱，發出高能量X射線。從觀測到的可見恒星的運動狀況，可以確定不可見天體的最小品質。就天鵝座X－1來説，它的品質是太陽品質的近10倍，科學家判斷它必然是一個黑洞。目前科學家已經在銀河係中發現20多顆類似天鵝座X－1這樣的黑洞X射線雙星，它們的黑洞品質大約是太陽品質的4至20倍。

黑洞還有很多未知的神秘。（手繪/賀萌）

　　黑洞也會“發脾氣”？

　　張雙南介紹，黑洞有時很“冷靜”，有時“脾氣很暴躁”。如果一個黑洞什麼都不幹，誰也看不見它。但是它周圍有點東西，往黑洞裏落的時候，跑得越來越快的物質會造成氣體密度越來越高，溫度非常高，就會産生X射線。物質品質的不同，或結構的不同，就會産生不同的X射線。科學家正是通過X射線來了解黑洞的性質。不同的黑洞周圍的物質分布是不同的，物質如何掉進黑洞的表現也是不一樣的，有時候黑洞會非常“暴躁”，物質落的速度非常快，最極端的現象就是産生伽馬射線暴，落入黑洞的物質太多就産生了極端相對論噴流。

　　他説，當黑洞處于很“暴躁”的狀態，它産生的X射線流強特別高。其他國外的衛星可以非常靈敏，但是適合看弱光，遇到X射線特別強時信號就會飽和了。比如錢德拉X射線望遠鏡就適合看“安靜”的黑洞。而HXMT在有些能段的有效探測面積是有史以來最大的，雖然它不能聚焦，但是特別適合看“暴躁”的黑洞和中子星。

　　“我們將對銀河係掃描，要看看黑洞的‘脾氣’到底怎麼樣。因為以前只知道有些黑洞突然就‘發脾氣’了，但為什麼，我們不知道，因為還沒有對它們進行長時間的研究。所以我們希望對銀河係的黑洞和中子星做比較詳細的普查，有的黑洞也許每年‘發脾氣’三次，有的可能四年‘發一次脾氣’，或者每次‘發脾氣’的程度不一樣。到底是什麼原因造成的，我們就想了解這些情況。”張雙南説。

　　中科院“百人計劃”引進人才、青年科學家熊少林説：“我認為未來天文學向前一大步的進展很可能來自對黑洞的研究。為了更靠近黑洞視界以及穿透塵埃遮擋，需使用X射線波段。我希望能看到黑洞的X射線相片，也就是對黑洞視界及周圍物質進行成像，一睹其真容。這有可能在50年之內實現，希望我這輩子能趕上。”（據新華社客戶端）

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責任編輯： 張倩