黑洞“进食”，即将上演的“天文大戏”

相对于宇宙邻居仙女座星系而言，我们地球所在的银河系显得过于平静，这是很奇怪的现象。因为和仙女座星系一样，在“银心”，即银河系的中心，也有一个超大质量的黑洞，称为人马座A*，其质量是太阳质量的400多万倍。在其他星系中，通常一个如此巨大的黑洞会是一个令人惊异的射电源，当它吞噬气体的时候，会发出猛烈的可见光和X射线，然而人马座A*并没有那样。科学家们推测，这可能与它的气体供应不足有关。

　　几年前，德国科学家斯蒂芬·吉列斯在研究人马座A*时遇到了一件令他震惊的事情——发现了一团可疑的气体云。那团气体云并没有在距人马座A*足够远的安全地带运行，而是正在以极高的速度靠近黑洞。在接下来的观测中，科学家们发现，那团气体云的体积小于太阳系，接近黑洞的速度达每秒2500千米。也就是说，在今年的晚些时候，这团被命名为G2的气体云就要抵达黑洞的边缘了，届时，银心的平静会被打破。科学家们推测，假若人马座A*的平静果真与气体供应不足有关，那么，当它有了这团气体云作为“食物”后，它就应该活跃起来。

　　探测银心黑洞的“火眼金睛”

　　银心的平静是相对其他星系而言的，事实上，那里是一个“极端之地”：恒星是高密度的，气体云也是高密度的，它们以极快的速度绕人马座A*疯狂地旋转。人们曾观测到一颗恒星运行得如此之快，其速度达到每秒5000千米，这样快的速度使它绕银心一周只需要16年，而其他同类的天体通常需要好几百年乃至数万年才能运行一周。事实上，这也正是银心存在着超大质量黑洞的有力证据，因为一颗靠近黑洞的天体必须运行得非常快，否则它就会

　　坠入到黑洞中。

　　对于天文学家来说，研究银心是一项相对困难的工作，因为来自银心的可见光在抵达地球之前就被大量尘埃吸收掉了。假若我们以同样多的尘埃去遮挡太阳，那正午的太阳就会变得比夜空中的北极星还要暗，而天空也会变成漆黑一片。所以，要看清楚“银心”究竟发生了什么，我们必须研究一些能够穿透尘埃的射线，例如射电波、红外光和X射线等。

　　研究显示，作为一个黑洞，人马座A*并没有什么惊人之处，它只比太阳亮100倍，相比之下，有些恒星，例如参宿四就比太阳亮10万倍。在宇宙中，一些黑洞的质量可以达到太阳质量的几十亿倍。大量气体在落入黑洞时被加热并发出强烈的射线，从而产生了宇宙中最神秘的天体——类星体。这种天体发现于50年前，是宇宙中最明亮的天体。

　　2012年6月，美国宇航局将“核光谱望远镜阵列”送入太空。这架望远镜擅长观测高能X射线。当物质坠入黑洞的时候，这种X射线会从黑洞边缘的灼热气体中释放出来，所以“核光谱望远镜阵列”被认为是观测银心黑洞的“火眼金睛”。事实上，“核光谱望远镜阵列”当年便观测到了一次来自人马座A*的X射线爆发。多数科学家认为，这次爆发可能产生于贯穿黑洞周围气体的磁场，也可能产生于磁场脱离黑洞周围气体盘后引发的一道能量喷流。

　　不过也有人推测，那个X射线爆发的“肇事者”是一颗倒霉的小行星。根据英国科学家谢尔盖·尼亚克欣的分析，这颗小行星的直径大约10千米，原本存在于一个环绕银心的由大量岩石组成的“碎片云”中，但由于受到引力的牵引，它靠近了黑洞并被引力撕扯成了一团温度达1亿摄氏度的气体云，从而产生了那种X射线爆发。根据尼亚克欣的推测，在银河系的中心，大约每隔10万年便会有一颗不幸的行星以这种方式结束自己的生命，其中有些还表现得极为惨烈。

　　破解银心“大爆炸”之谜

　　科学家们一直在观测银河系的中心，他们看到一道剧烈爆炸的回波在银心周围传播着，这种回波来自附近气体云的反射。这道回波发源于100年前发生在人马座A*的一次巨大的爆炸。

　　那次爆炸极其剧烈，产生的亮度相当于100万个太阳发出的光，但人们还是无法回答这是由什么造成的，是一颗“自杀”的行星？还是一次剧烈的磁爆？要解开这个谜团，也许得依靠未来的“视界望远镜”了。它是一种“虚拟”的望远镜，能将全球的射电望远镜连接起来以形成一个巨大的网络。“视界望远镜”的首次观测连接了三台射电望远镜，接下来，天文学家们将进一步连接位于智利和南极洲的射电望远镜，这样，“视界望远镜”的观测能力就更加强大了。

　　事实上，发生于100年前的那场爆炸并不能和类星体相提并论，因为类星体会比太阳明亮数万亿倍，但人们并不认为在银河系中只会发生一些“温和”的爆炸，剧烈的大爆炸，例如接近类星体的大爆炸一定也发生过，确凿的证据就来自于费米卫星的观测。费米卫星负责观测宇宙中的伽马射线，2010年，它观测到银河系的两个气泡，科学家们称之为“费米气泡”。这暗示，在银河系的中心曾爆发过一次规模接近类星体的大爆炸，那次爆炸制造了两个灼热的气泡，它们从银河系的中心向两边膨胀，现已延伸到距银心2.5万光年以外的地方。那么，这样剧烈的爆炸是如何引发的呢？

　　科学家们推测，“肇事者”可能是一个矮星系，即一种较小的星系。美国科学家凯利·霍立-博克尔曼及其同事尝试还原了当时的情景，那个冒失的矮星系在闯入“银心”的过程中压缩了大量气体云，使气体云的一部分坍缩成许多明亮的新星，而另一部分则闯进了银心的黑洞。天文学家形容说：“那些恒星诞生的时候就像是在做一桩非常不划算的买卖，因为大约一半的气体物质并没有形成恒星，而是被甩进了黑洞中。”这样一来，人马座A*就得到了一顿难得一遇的“气体大餐”，它一下子亮得像个类星体，虽然只能算个温和的类星体，但爆发的能量还是抵得上1千亿个太阳，并且，它还可能吹起了那两个灼热的“费米气泡”。

　　拭目以待“天文大戏”

　　科学家们推测，在一个星系里，类似于这种能引发“费米气泡”的大规模骚动大约每1000万至1亿年会发生一次，所以银河系的下一次大骚动将是很久以后的事情，这使得科学家们对将于今年晚些时候撞入黑洞的气体云G2赋予了更多的期待。

　　G2是如何形成的？它为什么会在那里？有一种解释是，它产生于附近恒星吹出的气体流，即所谓的“恒星风”，这些气体物质被恒星吹出后发生碰撞和减速，于是便形成了G2。还有一种解释非常极端，它认为G2来自于一个行星系统在气化过程中溢出的气体。这个行星系统正在形成中，其中心是一颗年轻的恒星。假若这个推测成立，那么我们便将目睹一个正在被黑洞“摧残”的“太阳系”从黑洞旁边擦肩而过的情景，它与黑洞间的距离不会比太阳和海王星之间的距离更大，这真可以成为未来科幻电影的情节了。

　　到今年晚些时候，G2的一部分气体将开始被黑洞所吞噬，一场难得一遇的“天文大戏”便将真实地展现在我们面前。首先，假若人马座A*的周围没有什么气体，那么G2在坠入黑洞时就会由于挤压而变得很热，这时人们可以从红外望远镜中观测到明亮的红外光，而其他设备则很难发现什么。但是，假若人马座A*的周围存在着尚未发现的气体盘，那么G2就会因高速运动而引发X射线和射电波的爆发。事实上，G2与黑洞的碰撞甚至还有可能让我们看到能量喷流，这种平时用普通的望远镜是观测不到的。

　　这场G2与黑洞的“遭遇战”可能会持续好几年，假若旋转的气体足以形成一个环绕黑洞的气体盘，那么天文学家们甚至有可能看到一个微型的类星体，它会将更强的喷流射向遥远的太空。总体来说，G2的出现将使人类得到一次近距离观测黑洞“进食”的机会，是人类探索黑洞、类星体和星系演化之谜的大好时机。

　　但有必要为此担心我们的安全吗？完全没有必要。因为即使真的出现了一个微型类星体，它的能量也很有限。退一步说，即使G2真的制造出了一个像样的类星体，我们也同样用不着担心，因为我们和银心有2.6万光年的距离，离危险区远着哩。

　　然而，假若你能飞越2.6万光年来到银心，你便能看到令你震撼的景象。你见到的夜空非常奇特，星星多得难以想象，因为在我们平常所见的夜空中每出现一颗星星的地方，那里便会出现一百万颗，不过那里的背景辐射水平非常高，加上还潜伏着一个名为黑洞的“怪兽”，所以真要去那种地方可并不是什么好主意。