说起黑洞，大家的第一印象就是：这是一个密度极大的天体，连光都无法逃脱它的吸引力，光线只能进不能出，所以我们看它就是黑乎乎的球，像是宇宙中深不见底的洞一样。

大多数时候，黑洞看起来并不是这样，它比宇宙中绝大多数的星星都要明亮，散发出耀眼的光芒。并且在黑洞的两端会喷射出强烈的X射线和等离子体气流，这些光柱被称为天体物理射流，它会一直延伸到几千光年远的地方。

科学家首次发现黑洞背后的X射线

据外媒8月2日报道称，由美国斯坦福大学天体物理学家Dan Wilkins领导的科学团队宣布，该团队利用欧洲空间局的X射线望远镜XMM-牛顿太空望远镜和美国航天局的核光谱望远镜阵列(NuSTAR)首次观测到来自黑洞背后的光。

该团队表示，当科学家在观察8亿光年外星系中心的超大质量黑洞发出的X射线时，注意到了一系列明亮的X射线耀斑。他们还观察到更多比耀斑亮度更小、发出时间更晚，而且具有不同颜色的“光回波”。这是天文学家第一次观察到光从黑洞背面反射出来的“回波”。

据介绍，黑洞是时空中的区域，那里引力强大到连光都无法逃脱。爱因斯坦的理论指出，黑洞扭曲其周围的空间结构，当扭曲的磁场充当黑洞的一面镜子时，应该有可能看到从黑洞背面发射出的光波。

Dan Wilkins在接受外媒采访时表示：“任何进入黑洞的光都无法逃脱，所以我们不应该看到黑洞后面的任何东西。我们之所以能观测到到这一现象，是因为黑洞正在扭曲空间、弯曲光线，并扭曲自身周围的磁场。”

爱因斯坦的广义相对论认为，万有引力的本质是时空弯曲，质量或者能量是时空弯曲的原因。反过来，这个弯曲的空间决定了能量和物质运动的规则。即使光以直线传播，穿过时空高度弯曲区域的光，比如黑洞周围的空间，也会以曲线的形式传播。在这种情况下，光从它的后面传播到它的前面。

这不是天文学家第一次发现黑洞扭曲光线引起的引力透镜现象，但这是他们第一次看到来自黑洞后方的“光回波”。

Dan Wilkins表示，研究团队下一步的目标是创建黑洞周围环境的3D地图。据介绍，研究团队认为这项研究可以帮助增进我们对黑洞和日冕的理解，并探索黑洞和日冕是如何产生这些明亮的X射线耀斑的。

比如说，非常著名的超大型黑洞M87*，它向太空喷射的天体物理射流就长达5000光年，以至于哈勃太空望远镜很容易就能找到并定位它。

那么问题来了，我们都知道黑洞之所以称为黑洞，就因为它的重力极其强大，连光都无法逃脱其引力；并且我们也知道X射线就是光，为什么它没有被黑洞吞噬，反而被喷射到如此远的距离呢？难道这就是传说中的霍金辐射？

首先可以确定的是，黑洞发出的天体物理射流与霍金辐射之间没有什么关系，这是完全不同的两个概念。关于霍金辐射，我们将在以后的文章中专门加以介绍，因为那也是个十分有趣的课题。

黑洞是个贪婪的家伙

黑洞是宇宙中最强的喷子，同时也是宇宙中最大的饕餮，它吞噬所有靠近自己的一切。不管是恒星、行星还是细小的灰尘，只要你进入到黑洞的引力范围，都会被它拉扯着跳起死亡华尔兹，最后难逃被撕扯得粉碎，再一点点吃掉的命运。

黑洞吃东西的过程很婉转也很艺术，它并不是扑上去一口吞掉，而是先拉着恒星跳舞。因为黑洞的密度极大，它的质量也大多超过一般恒星，所以恒星进入黑洞的引力场后，会先围绕着黑洞旋转。在旋转的过程中，恒星上的一部分气体受到黑洞的潮汐力拉扯渐渐离开母星，被黑洞吸走。

大多数气体在飞向黑洞时并不会对准黑洞的质心，这时候气体流就有了角动量，它们会围绕在黑洞周围极快地旋转并逐渐向中心积聚，这就是我们常说的吸积盘。

黑洞吸积盘的形成

星际间的物质大多由氢、氦等元素以及这些元素的化合物构成，当它们被黑洞吸引、围绕黑洞高速旋转的同时，由于角动量守恒，它们不会立即掉入黑洞。随着越来越多的气体和尘埃被黑洞的引力吸引，吸积盘的密度会越来越大，气体与颗粒间的碰撞摩擦也越来越剧烈，于是产生极高的温度和强大的能量。

文章的开头提到，大多数的黑洞看起来并不“黑”，它们都是宇宙中最亮的星星，这到底是为什么呢？

这些明亮的黑洞被称为“类星体”，它的光和热是由其外层炙热的吸积体发出的。黑洞在吞吃星体的过程中将大量的气体和尘埃吸引在自己的周围，这些稠密气体与尘埃在极高速旋转的过程中剧烈碰撞摩擦，从而将大量的质量转化为光和热，同时光和热因为受到黑洞强大引力的牵引无法逃离，所以它们会越来越多地聚集在黑洞周围，形成光子球。

与此同时，黑洞的吸积盘也不总是薄薄的一层，因为黑洞的引力极大，边缘的气体会向中心聚集，从而使得靠近事件视界的区域形成一团极高温度的等离子流体，粒子在相互碰撞中向高纬度区域堆积爬高，一直到黑洞的两极附近。

黑洞吸积盘的摩擦是如此剧烈，以至于在靠近事件视界的地方，吸积物剩余质量的40%都被转化为了电磁辐射，其中主要是X射线辐射。要知道在恒星的内核，强大核聚变的转化效率仅有0.7%。

相对论射流

在黑洞事件视界的外表面，尽管吸积物产生的大量超高温等离子体和X射线的光子还没有被吞噬，但它们也无法逃离，光子会沿曲线飞行。同时在外围星尘的巨大压力下，那些还没有被吞噬的物质会向黑洞两极聚集，最后以接近光速的速度沿着吸积盘的两个旋转轴线抛射出来。

天体射流的形成和动力是高度复杂的现象，与许多类型的高能天文来源有关，同时也与吸积盘在高速旋转过程中产生的强大磁场有关。由于射流产生的位置在黑洞事件视界的范围之外，黑洞对它的吸引力比较小，因此射流物质才有可能高速逃离黑洞而不被吞噬。

事实上有相当多的星际物质都是在被黑洞搅拌粉碎之后抛向太空的，黑洞并不完全吞噬靠近它的恒星，有相当一部分的恒星物质都被它转化为气体和射线流喷射到了宇宙之中。

总结：

黑洞的强大引力确实能吸引光，光子进入黑洞的事件视界范围内无法逃离，所以我们无法看见里边究竟有什么和发生了什么。

黑洞只有在吞噬靠近的物体时才会向外喷射X射线和气体物质。

在黑洞的事件视界之外，它不能捕获光子，但同样有极强的引力，它撕扯和粉碎靠近的恒星，使恒星的气体围绕自己高速旋转形成吸积体，由于极高的旋转速度，大量物质被电离并形成包括X射线在内的高能辐射流。

辐射流受到外围吸积气体的挤压，以接近光速的速度从黑洞的两极喷射到太空，从而形成了我们看到的天体物理射流。这就是它为什么可以逃离黑洞强大引力的原因。

文章来源： 观雨阁，中国核技术网