根據定義，黑洞密度非常地大，以致於連光都無法逃逸，但是你隨便問一個天體物理學家，他們都會說黑洞是宇宙中最亮的物體之一，這又是怎麼回事?
其中一部分答案是：黑洞並不是單獨存在的。位於星系中心的巨型黑洞通常被灼熱的氣體雲所包圍，當這些物質流入黑洞時，它可以在黑洞周圍創造出一個宇宙光環。
但奇怪的是，銀河系中心的黑洞並沒有像它應該的那樣明亮。相對而言，弄清為什麼這個黑洞如此昏暗，將有助於瞭解我們所看到的黑洞“光線”與落入黑洞的物體之間的聯繫。
為什麼黑洞如此明亮
黑洞發光的方式有很多種。當來自附近恆星的氣體落入黑洞時，氣體就會像水進入排水洞一樣螺旋落入黑洞，而當這些氣體這樣做的時候，它會一起摩擦，然後變熱。這基本上和鑽木取火的過程是一樣的，只不過這裡的這種氣體的溫度可以達到數百萬度。
溫度這麼高的氣體會把自己的原子拉扯開，產生大量的正離子和負電子。這些翻騰的帶電粒子會產生紊流磁場，將氣體匯聚成兩股指向相反方向的噴流。如果其中一股噴流的角度恰好指向地球，我們就會看到一個明亮的黑洞。
但有時我們並沒有直接位於這些噴流的路徑上，這些噴流在噴射出來之後也可能撞擊到附近的氣體雲，甚至鄰近的星系，產生碰撞獨有的輝光。
我們的昏暗怪物
我們星系的中心有一個異常平靜的怪物。夏威夷希洛中央研究院天文與天體物理研究所的傑弗裡·鮑爾(Geoffrey Bower)說：“作為一個黑洞和一個能量系統，它幾乎就跟死了一樣。”
問題是為什麼呢。密歇根大學的天體物理學家Lia Corrales說:“我們知道有某種機制可以阻止物質到達黑洞中心，或者到達黑洞本身並掉進去，但是我們還沒有弄清楚這種機制到底是什麼。”
一種觀點認為，當氣體落入黑洞並被加熱時，增加的壓力會將氣體推出來。事實上，在上個月發表於《天體物理學雜誌》的一篇論文中，Corrales和她的同事公佈了人馬座A *(“A星”，銀河系中央的黑洞)的觀察統計分析結果，這項觀察由錢德拉X射線衛星進行，時間長達一年。研究發現，人馬座A*附近的熱氣體有向外移動並逐漸冷卻的跡象。
但人馬座A*並沒有死。它有時會發出砰的一聲或者咯咯的笑聲，有時還會亮上幾百倍。天文學家不確定這些耀斑是熱氣體落入黑洞造成，還是激波穿過這些氣體造成，或者是弓形磁性物質折斷的結果(類似於太陽耀斑)。
為了全面瞭解發生了什麼事情，天文學家們試圖同時通過許多不同類型的望遠鏡觀察人馬座A*。
這項研究的關鍵就是視界望遠鏡(EHT，Event Horizon Telescope)——這11個遍佈地球表面的望遠鏡可以作為一個單一的儀器使用。在這些發光的氣體落入黑洞之前，EHT可以看到這些發光氣體在黑洞外圍緩慢移動的方式，而其他望遠鏡可以看到離黑洞更遠的地方發生了什麼，然後，天文學家就可以將這些觀察進行比較，弄清楚究竟是什麼導致了這些黑洞耀斑。
EHT最早在2017年使用這11個望遠鏡中的8個開始觀測人馬座A*的(剩下的3個將在以後啟用)。每年，只有在春天的10天時間內，EHT的所有望遠鏡都能看到這個天文目標，這個極其短暫的觀測窗口極大地減少了誤差。但不幸的是，在2018年，惡劣天氣限制了觀測，而在2019年，技術故障迫使天文學家取消了觀測。
不過在2017年，天文學家還是走了好運。他們不僅能夠通過太空X射線望遠鏡的觀測來協調EHT的運行，而且人馬座A*恰好在他們觀察的時候發出了耀斑。但天文學家還沒有公佈這些數據。
但是，原定於3月26日開始的2020年觀測活動由於新冠病毒疫情而被取消。天文學家不得不推遲到2021年再對人馬座A*進行下一次觀測，我們銀河系的安靜黑洞將不得不繼續等待。
編譯/前瞻經濟學人APP資訊組
原文：https://www.quantamagazine.org/why-are-black-holes-so-bright-20200422/
