黑洞中的“四大金刚”，了解黑洞必备知识

理论上讲，无论多大质量的黑洞都是可以存在的，它们的大小正比于质量，10倍太阳质量的黑洞半径大约为30千米，这一数值可由万有引力定律来计算，以光速作为第二宇宙速度。如果这样的黑洞变重1000倍，则半径也随之变大1000倍。

天体物理学家习惯将黑洞分成四大类，分别为微型黑洞、恒星级黑洞、中型黑洞和超大质量黑洞。分类的主要依据就是黑洞的质量，但是也参照它们的形成过程、位置及探测手段。那么，我们今天就来详细介绍一下这四种黑洞。

微型黑洞的质量大约在10^-5克到10^15克之间，它是霍金黑洞论中的一个假设，认为宇宙一开始就有很多微型黑洞，大小是一粒米的大小，而质量是地球的几百倍，一般相当于木星的质量(大约是地球质量的318倍),如此高质量聚合在这么小的空间，可以不释放任何被它吸收的物质，所以就说是黑洞。

人们猜测，微型黑洞可能是形成于原初宇宙中的引力凝聚过程，但是也有科学家猜测，微型黑洞可以诞生于粒子加速器当中，不过这些仅仅是猜测，并没有实际的科学依据。现在科学家探测微型黑洞主要通过直接探测手段，探测黑洞的量子蒸发辐射来探测是否有微型黑洞的存在，而正因为微型黑洞的分布位置没有限制，所以在宇宙的各个位置都有可能被探测到。

恒星级黑洞的质量就不会想微型黑洞那么小了，大约是3到100个太阳质量。与微型黑洞不同，恒星级黑洞并不能像微型黑洞一样可以出现在宇宙的各个位置，但是只要是有恒星的地方，如涡旋星系的旋臂或星系团中，都可以存在。或者可以孤立存在或在双星系统中成对存在。

那么，我们怎么探测恒星级黑洞呢？对于科学家来说，可能有两种探测的手段，直接或间接。直接手段是指通过引力波或伽马射线暴进行探测，不过这种方法未曾探测到朝质量恒星，不一定真正可行。间接手段则有四种不同的方法：

1通过孤立黑洞的微引力透镜效应

2X射线发射和最小质量判据

3光谱判据

4微类星体的喷流

中型黑洞的质量大约是太阳质量的500到10万倍，它起源于恒星级黑洞，随后通过物质吸积过程而增长。它的分布范围相较前二者更为局限，只能在球状星团的中心和矮星系的中心找到它们。

目前，人们并不知道直接观测中型黑洞的方法，而只能通过引力透镜和周围恒星的运动来间接判断。所以，人类在对这类黑洞的研究方面还有很大的发展空间。

故名思意，超大质量黑洞是这四种黑洞中质量最大的，比100万个太阳的质量还要大。与中型黑洞形成原理类似，超大质量黑洞也是可以由恒星级黑洞或中型黑洞增长而成的。不同的是，原初宇宙中气体云的坍缩和大型星团核心的坍缩也可以诞生超大质量黑洞。

一般情况下，超大质量黑洞存在于星系核中。与中型黑洞一样，超大质量黑洞无法被直接探测，科学家一般通过周围恒星和吸积盘，以及被抛出气体形成的喷流来判断。

随着科学家对黑洞研究的不断深入，相信在不久的将来，更多黑洞的秘密将会被人们揭晓！

我们都知道，在宇宙中，黑洞的数量有很多，除了目前尚不清楚具体形成原因的超大质量黑洞、原初黑洞，以及新发现的中等质量黑洞之外，大质量恒星在生命的尾声坍缩后，也会变成恒星级黑洞。

前段时间，NASA的哈勃太空望远镜，就在宇宙中发现了一颗即将变成恒星级黑洞的蓝巨星，作为一种超大质量的恒星，它短暂的寿命即将迎来终结，同时，它也将释放出至少有太阳数百万倍的能量。

什么是蓝巨星？

蓝巨星是宇宙中一种超大质量的恒星，它们的寿命一般都在几百万年到几千万年之间，这是因为由于内核太大，所以内部的核反应也非常快，自然，它们整个演化周期也就犹如按下了“加速键”一般。

从亮度上来看，一般蓝巨星的最低亮度，也会是太阳亮度的500倍，要知道，太阳作为黄矮星的一种，在宇宙中还有橙矮星和红矮星都要比太阳小很多，由此可见，蓝巨星是多么的硕大，以及它的亮度是多么的惊人。

在如今的宇宙之中，蓝巨星的数量很少，研究认为，蓝巨星主要集中在宇宙大爆炸发生后不久，因为它们质量极大，所以演化周期也很短，这也让宇宙早期很快就通过蓝巨星的内部核反应，拥有了大量的物质元素。

这一次，哈勃太空望远镜发现的蓝巨星，距离地球大约有2万光年的距离，自然，即使它再大，释放出再多的能量，因为距离的关系，地球也是绝对安全的，这也让研究者们可以好好地在地球上一睹它的风采。

一颗即将毁灭的蓝巨星

研究者表示，如今这颗蓝巨星，正在处于自我毁灭的阶段，当然，这个阶段也需要很长的时间才会完成，首先，它的内部辐射压力，以及自身的重力之间，会进行一场有趣的较量比赛，而在这个过程中，它也会不断地膨胀和收缩，一直到最终一方取得了决定性的胜利，之后，就会犹如火山爆发一样，开始喷射出大量的物质，然后在一点点趋向稳定。

当然，这并不是它最终的归属，在由蓝巨星变成恒星级黑洞的过程中，它还需要继续重复以上的行为，一直到彻底坍缩变成黑洞，而在这之前，它还会经历一场可怕的超新星爆炸，之后，会有大量的物质元素产生，周围的宇宙空间也将因此而变得丰富起来。

所有的恒星最后都会变成黑洞吗？

简而言之，答案是否定的，因为恒星在生命的末端，最终会变成什么样的天体，都需要由它自身的质量来决定。

简单来说，如果质量足够大，才有机会变成恒星级黑洞，否则就会变成中子星或者是白矮星。一般来说，7倍太阳质量以上的恒星，在生命尾声到来的时候，经历超新星爆炸，才会变成黑洞。

而一般在3倍太阳质量以上，7倍太阳质量以下的恒星，在生命的尾声则会变成一颗中子星。由此可见，作为质量参照物的太阳，它最终的结局就是变成一颗白矮星。

拿太阳来说，作为一颗质量不算大的恒星，它的平均寿命大约为100亿光年左右，而比太阳更小一点的橙矮星和红矮星，它们的质量则一般在数百亿光年至上千亿光年之间。

如今，太阳的生命已经过半，大约再过50亿年后，太阳就会进入生命的尾声，然后经历红巨星阶段后，最终坍缩变成白矮星。

不过，白矮星并不是太阳最终的归属，一般来说，白矮星的寿命也在几十亿年左右，之后，白矮星会再次演化，在生命结束后，变成一颗黑矮星。

简单来说，太阳变成白矮星后，虽然光芒和质量都黯淡、变小了很多，但是它却仍然可以发光，不过，等到变成黑矮星后，就会再也无法发光了。

有观点认为，等到未来宇宙中再也没有新的恒星诞生，所有的恒星都通过演化，变成了黑洞、中子星，甚至变成了黑矮星，这个时候，宇宙也就走到了生命的尾声。

不过，由于截止到目前，科学家们还从未在宇宙中发现黑矮星的存在，这也意味着，有感于黑矮星和宇宙结局的猜想，目前都无法证实，当然，找不到黑矮星，也与宇宙目前还很年轻 有关，一起拭目以待吧！

参考文献

sciencealert——《Hubble captures giant star on the edge of destruction》04-23

斯皮策太空望远镜捕捉到的宇宙中隐藏黑洞的，其中**亮点表示一个内含“类星体”黑洞的遥远星系，它的外围被一层宇宙气体尘埃紧密环绕。

新浪科技讯 近日国际天文学家通过美国宇航局斯皮策太空望远镜的一项最新观测结果，在宇宙中某一狭窄区域范围内，首次同时发现了多达21处却一直深度隐藏着的宇宙“类星体”黑洞群。

这一重大发现第一次从正面证实了多年来天文学领域有关宇宙中有数目众多的隐身黑洞广泛存在的推测。充分的证据使人们相信，在浩瀚的宇宙中，的确充满着各种各样未被发现的巨大引力源泉--"类星体"黑洞群体。有关该项最新发现的详细内容，研究人员已撰文正式刊登在了2005年8月4日出版的《自然》杂志中。

“深藏不露”的类星体

我们知道在现实中的宇宙黑洞，由于其巨大的引力作用，连光线都被紧密吸引束缚，因而无法被人们直接观测发现。为确定黑洞天体存在的证据，天文学家通过研究发现，在黑洞周围的物质行为具有其特定行为：在黑洞周围的宇宙空间中，气体物质具有超高的温度，并且在被黑洞强大引力场吸引剧烈加速后，这些物质在彻底消失之前均会被提升到接近光速。而当气体物质被黑洞彻底吞噬后，整个过程都会释放出大量的X-射线。通常正是这些逃逸出来的X-射线，显示出此处有黑洞确实存在的迹象。这便是以往人们发现黑洞的最直接证据。

而另一方面，在一些格外活跃的超大型宇宙黑洞周围，由于其对周边物质剧烈的吸引和吞噬行为，还会在黑洞星体外围产生一层厚重的宇宙气体和尘埃云层，这便进一步增大了对黑洞体附近区域的观测难度，阻碍了天文学家对这些超大黑洞存在的发现工作。天文学上将这些极度活跃的黑洞定义为"类星体"。普通情况下，一 个类星体平均一年总共吞噬的物质质量，相当于1000个中等恒星质量的总和。一般情况下，这些类星体距离太阳系都非常遥远，当我们观测到他们时已经是亿万年以后的现在，这说明此类黑洞的活动出现在宇宙诞生初期。科学家推定，这种黑洞正是在成长壮大中的宇宙星系前身，所以将其命名为"类星体"。

到目前为止，只有为数不多的几个"类星体"黑洞被发现，在浩瀚的宇宙深处，是否还有数量众多的其它类星体存在，仍有待人们进一步去发现，而天文学家在该领域的研究工作则完全依靠对宇宙内部X-射线的全面观测研究来予以证实。

“充满”了黑洞的宇宙

近日，来自英国牛津大学的阿里耶-马丁内兹-圣辛格教授在介绍其首次对宇宙间隐藏黑洞的发现时说，"从以往对宇宙X-射线的观察研究中，本希望能找到宇宙中大量隐藏类星体存在的证据，但结果确都不尽如人意，令人失望。"而近日根据美国宇航局NASA的斯皮策太空望远镜(Spitzer Space Telescope)的最新观察结果，天文学家则成功穿透了遮蔽类星体黑洞的外围宇宙尘埃云层，捕捉到了其中一直暗藏不露的内部黑洞体。由于斯皮策太空望远镜能够有效收集能穿透宇宙尘埃层的红外光线，使得研究人员顺利地在一个非常狭窄的宇宙空间区域内，同时发现了数量多达21个早已存在却又"隐藏不露"的类星体黑洞群。

来自美国加州理工大学斯皮策科学中心的研究小组成员马克-雷斯在接受媒体访问时同时也表示，“如果我们抛开此次发现的21个宇宙类星体黑洞，放眼宇宙中的其它任何区域，我们完全可以大胆预测，必将有数量众多隐藏着的黑洞将会被陆续发现。这意味着，一如我们原先推测的那样，在不为人知的宇宙深处，一定有数量众多、质量超大的黑洞巨无霸，正借助着星际尘埃的隐蔽，在暗地里不断发展壮大着。”