吸积盘|黑洞照相机给“天籁”拍“抖音”( 二 )
正是得利于这样优越的天赋，NICER才能用来帮助科学家捕捉黑洞边缘的一些微弱信息 。
逃离黑洞的信息
黑洞是广义相对论预言的一类非常独特的时空结构 。它在我们观测的宇宙中主要有两类存在形式，一种是100倍太阳质量以下的恒星级黑洞，它们是大质量恒星演化到晚期死亡的产物 。
另一类是100万倍太阳质量以上的超大质量黑洞，它们位于星系的中心 。蒋凝告诉《中国科学报》，超大质量黑洞的物理起源并不明确，最早是上世纪60年代为了解释类星体巨大的能量输出而被提出的，后来被近邻宇宙的恒星或者气体动力学研究所证实 。
“此外，还有一些极亮X射线源可能是100倍至几十万倍太阳质量的中等质量黑洞 。”中科院国家天文台研究员、中国科学院大学教授、国家天文台恒星级黑洞研究创新小组负责人、基普·索恩天文学通识著作《星际穿越》译者之一苟利军告诉《中国科学报》 。
超大质量黑洞的形成和增长是目前的一个热点问题 。当这些超大质量黑洞剧烈吸积物质的时候，会将物质的引力势能转化为辐射释放出来，表现为活动星系核（简称AGN） 。
有意思的是，世纪之交，人们发现超大质量黑洞的质量与它们所寄居的星系的性质紧密相关，强烈暗示它们是共同成长与演化的 。
有人可能会问，黑洞不是光都无法逃逸的吗？为什么我们还可以观察到一些黑洞的信息？
实际上，黑洞的结构包括视界面以内的自身部分，以及冕和吸积盘等外部结构 。“如果光进入视界面，确实就无法逃脱黑洞的魔爪 。”蒋凝说道，“但是在物质还没进入到视界面之前，我们仍然可以看到被黑洞吸积的物质落向黑洞的过程中的辐射 。由于具有角动量，物质并不会径直掉到黑洞里，而是沿螺旋线转着飞进去，这样就形成了一个吸积盘 。”
不同的情况下，吸积盘的形式有区别 。蒋凝介绍：“类星体的吸积被认为是标准薄盘 。而我们银河系中心的黑洞的吸积率比较低，大家猜测它是一个径移主导吸积盘 。”
黑洞的吸积过程能产生多波段的光子，甚至可以说几乎能释放全波段的辐射，从X射线、紫外、光学、红外到射电都有 。
“其中X射线光子根据能量高低分成硬X射线和软X射线，它们在黑洞吸积的物理过程中主要产生的区域和机制是不同的 。软X射线一般认为来自吸积盘的热辐射，而硬X射线来自吸积盘的软光子打到盘上面的冕，经过逆康普顿散射到更高能量产生的 。”蒋凝告诉《中国科学报》 。
除了黑洞辐射以外，某些活动星系核或类星体中心，在吸积盘磁场的作用下，可能会产生长度达几千甚至数十万光年的等离子体喷流 。如果喷流的方向恰巧和黑洞与地球的连线一致，也可以观测到受相对论影响下的喷流的明亮改变 。
黑洞捕手
那么，有哪些观测手段可以用来探寻上面的黑洞线索呢？
由于黑洞吸积过程产生的辐射是多波段的，因此对它的研究也是多种多样的 。
采访人员从蒋凝处了解到，虽然恒星级黑洞最早是通过X射线发现的，但是作为类星体中心引擎的超大质量黑洞其实最早是在射电波段发现的，因此射电天文望远镜也是研究黑洞的常用手段，比如黑洞视界面望远镜 。
除此之外，我们最熟悉的地面光学望远镜等更是可以对黑洞进行常规的发现和研究，比如美国的斯隆数字巡天项目（SDSS）就发现了成千上万的类星体 。
说到黑洞观测，就不得不谈视界面望远镜EHT，这是一个由12个国家30多所大学和天文台站参与的国际联合项目，通过以甚长基线干涉技术VLBI联合全球的8台射电望远镜形成一口径等效于地球直径的虚拟望远镜，进行超高空间分辨率的射电成像来探测银河系中心的黑洞视界面 。
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