黑洞 科学家认为他们发现了一个神秘的诞生

　　在过去的几年里，科学家终于捕捉到了这些可怕生物的真实照片，并测量了它们在碰撞时产生的引力波——时空中的涟漪。但是关于黑洞，我们还有很多不知道的地方。最大的谜团之一就是它们最初是如何形成的。科学家提供了一些关于黑洞形成时究竟会发生什么的最佳迹象。研究结果发表在 《自然》 和《天体物理学杂志》的两篇论文中。

　　天文学家认为，无论是在观测上还是在理论上，大多数黑洞都是在一颗大质量恒星的中心在其生命结束时坍缩时形成的。恒星的核心通常利用强烈核反应产生的热量提供压力或支持。但是一旦这样一颗恒星的燃料耗尽并且核反应停止，恒星的内层就会在重力的作用下向内坍塌，压碎到非凡的密度。

　　大多数情况下，当恒星的核心凝聚成一个富含称为中子的粒子的固体物质球体时，这种灾难性的坍缩就会停止。这导致强大的反弹爆炸摧毁了恒星（超新星），并留下了一个被称为中子星的奇异物体。但 垂死恒星的模型表明 ，如果原始恒星的质量足够大（是太阳质量的 40-50 倍），坍缩将继续有增无减，直到恒星被压碎成引力奇点——黑洞。

       爆炸性理论

　　虽然现在在整个宇宙中经常观察到恒星坍缩形成中子星，但天文学家还不能完全确定在坍缩成黑洞期间会发生什么。一些悲观的模型表明，整颗恒星会被吞噬得无影无踪。其他人提出，坍缩成黑洞会产生某种其他类型的爆炸。

　　例如，如果恒星在坍缩时正在旋转，一些下落的物质可能会聚集成喷流，以高速逃离恒星。虽然这些喷流不会包含太多的质量，但它们会产生很大的冲击：如果它们撞到什么东西上，就释放的能量而言，效果可能会非常显着。

　　到目前为止，黑洞诞生后爆炸的最佳候选者一直是被称为长持续时间伽马射线爆发的奇怪现象。军用卫星在 1960 年代首次发现这些事件，人们假设这些事件是由坍缩恒星中新形成的黑洞加速到令人难以置信的速度的喷流造成的。然而，这种情况的一个长期问题是伽马射线爆发还会释放出大量放射性碎片，这些碎片会持续发光数月。这表明大部分恒星向外爆炸进入太空（就像在普通超新星中一样），而不是向内坍缩成黑洞。

　　虽然这并不意味着在这样的爆炸中不可能形成黑洞，但一些人得出的结论是，与黑洞形成相比，其他模型为伽马射线爆发提供了更自然的解释。例如，一颗超磁化的中子星可以在这样的爆炸中形成，并产生自己的强大喷流。

　　谜团已揭开？

　　然而，科学家最近发现了一个新的更好的创建黑洞的候选事件。在过去三年中的两次不同的场合——一次是在 2019 年，一次是在 2021 年——科学家目睹了一种异常快速和短暂的爆炸，就像伽马射线爆发一样，源于少量非常快速移动的物质撞击在其直接环境中变成气体。

　　通过使用光谱学——一种将光分解成不同波长的技术——科学家可以推断出在这些事件中发生爆炸的恒星的组成。科学家发现光谱与所谓的“沃尔夫-拉叶星”非常相似——这是一种质量非常大且高度演化的恒星，以首先发现它们的两位天文学家查尔斯沃尔夫和乔治雷耶命名。令人兴奋的是，科学家甚至能够排除“正常”的超新星爆炸。一旦快速物质与其环境之间的碰撞停止，源几乎就消失了——而不是长时间发光。

　　如果在其核心坍缩期间，这颗恒星仅喷射出少量物质，而其余物体向下坍缩成一个巨大的黑洞，这正是你所期望的。

　　虽然这是科学家最喜欢的解释，但这并不是唯一的可能性。最平淡无奇的是，这是一次普通的超新星爆炸，但在碰撞中形成了巨大的尘埃壳，将放射性碎片隐藏在视线之外。爆炸也有可能是一种新的和不熟悉的类型，起源于我们不熟悉的恒星。

　　为了回答这些问题，科学家需要寻找更多这样的对象。到目前为止，这类爆炸很难研究，因为它们转瞬即逝，而且很难找到。科学家不得不快速连续使用几个天文台来描述这些爆炸：  发现它们的Zwicky Transient Facility ，确认它们的性质的利物浦望远镜和北欧光学望远镜，以及大型高分辨率天文台（ 哈勃太空望远镜，双子座天文台）和 超大望远镜）来分析它们的组成。

　　虽然科学家最初并不确切知道当我们第一次发现这些事件时我们看到了什么，但科学家现在有了一个明确的假设：黑洞的诞生。

　　来自类似事件的更多数据可能很快就能帮助科学家验证或证伪这一假设，并建立与团队和其他人一直在发现的其他类型的不寻常、快速爆炸的联系。不管怎样，这似乎真的是破解黑洞之谜的十年。