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1916年，德國(guó)著名天文學(xué)家卡爾 · 史瓦西，通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)：如果某個(gè)天體全部質(zhì)量都被壓縮到很小的“引力半徑”內(nèi)，所有物質(zhì)（包括光線）都會(huì)被囚禁在此；即在此距離內(nèi)，任何物質(zhì)都不可能逃脫。

這個(gè)定值，被稱(chēng)作史瓦西半徑。這種神秘的天體，被美國(guó)物理學(xué)家 約翰·阿奇博爾德·惠勒 命名為“黑洞”。隨著研究的深入，科學(xué)家給黑洞下了確切的定義：存在于宇宙空間中的一種天體，引力極強(qiáng)，可以吸入、吞噬、破壞一切，連光也無(wú)法逃脫！

雖然無(wú)法直接觀測(cè)，人類(lèi)通過(guò)間接的方式，了解到黑洞的存在。在觀測(cè)到它對(duì)其他天體的影響后，獲取了更多關(guān)于黑洞的信息。2019年4月，人類(lèi)通過(guò) 視界望遠(yuǎn)鏡 捕獲到首張黑洞照片，命名 Powehi —— 意味：無(wú)限創(chuàng)造的黑暗源泉 。

數(shù)十年的科普宣傳，黑洞被科學(xué)家們描述為：宇宙的怪物、死亡之地、俘獲光的破壞性怪物。它可以撕裂恒星、吞噬任何靠近的物體。但在今年1月，NASA下屬的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，竟然發(fā)現(xiàn)黑洞可以促進(jìn)恒星的形成！這到底是是怎么回事呢？

哈勃望遠(yuǎn)鏡的首席研究員 Amy Reines 在 1 月 19 日的《Nature》雜志上，發(fā)表期刊稱(chēng)：矮星系 Henize 2-10 的中心黑洞，與其他黑洞的“ 已知特征 ”截然相反。它正在促進(jìn)而非抑制其附近恒星的形成。

他表示：這是一個(gè)極具顛覆性的發(fā)現(xiàn)！研究小組成員在對(duì) Henize 2-10 的成像、光譜分析中發(fā)現(xiàn) —— 一股氣流從黑洞延伸到明亮的恒星誕生區(qū)，如同一條完美的臍帶，讓逐漸稠密的云團(tuán)形成恒星。

矮星系的 Henize 2-10 距離地球大約3000萬(wàn)光年，位于羅盤(pán)座（南方的 Pyxis 星座）。但其包含的恒星數(shù)量，僅有銀河系的四分之一。

華中科技大學(xué) 物理學(xué)教授 雷衛(wèi)華介紹道：銀河系是原始星系不斷生長(zhǎng)、并合的產(chǎn)物。Henize 2-10 雖然歷經(jīng)宇宙演化，但就目前看來(lái)，它仍然保留原始形態(tài)，是小尺度星系，可以看成星系的“ 活化石 ”。

2010年，各國(guó)的科學(xué)家一直抱有疑問(wèn)：Henize 2-10 是否會(huì)像其他星系一樣，在中心存在著一個(gè)超大黑洞？科學(xué)家普遍猜測(cè)：Henize 2-10 星系核心發(fā)現(xiàn)X射線、無(wú)線電活動(dòng)，很可能是中心黑洞吸積氣體造成的。

NASA 天文學(xué)家 Reines 稱(chēng)：矮星系 Henize 2-10 距離地球僅有 3000萬(wàn)光年。這種距離下，哈勃望遠(yuǎn)鏡可以清晰地捕捉到黑洞流出的圖像、光譜證據(jù)。另外，令人震驚的是，黑洞流出后，不是抑制恒星的形成，而是正在引發(fā)新恒星的誕生！

此前，所有研究普遍認(rèn)為：黑洞產(chǎn)生噴流、外流的速度非常接近光速。噴流、外流掃過(guò)的氣體會(huì)被加熱，在其路徑上的氣體會(huì)被驅(qū)散；這些效應(yīng)無(wú)法使恒星形成。但，根據(jù)此次哈勃望遠(yuǎn)鏡的觀察結(jié)果，一切卻截然相反。

Reines 表示：在 Henize 2-10 中發(fā)現(xiàn)無(wú)線電、X 射線以來(lái)，她認(rèn)為它們可能來(lái)自一個(gè)巨大的中心黑洞。在觀測(cè)到氣體速度的螺旋狀模式后，更加證明了她的推斷。通過(guò)譜線多普勒頻移的研究，她測(cè)量出不同位置的外流氣體速度。

Henize 2-10 中心黑洞產(chǎn)生外流的速度非常低，與氣體作用時(shí)也并未顯著加熱氣體，反而其外流通過(guò)壓縮氣體，直接產(chǎn)生了觸發(fā)恒星形成的效應(yīng)。這證明 Henize 2-10 中心的黑洞正在創(chuàng)造恒星，而不是吞噬它們。

此前，科學(xué)家在很多活動(dòng)星系，也觀測(cè)到噴流的現(xiàn)象。眾所周知，星云想要塌縮形成恒星，必須足夠冷、足夠稠密。此前研究認(rèn)為：黑洞系統(tǒng)產(chǎn)生 噴流、外流的速度非常接近光速；噴流、外流掃過(guò)的氣體會(huì)被加熱，在其路徑上的氣體會(huì)被驅(qū)散。

這一切的效應(yīng)，并不利于恒星的形成。因此，科學(xué)家通常認(rèn)為：黑洞噴流、外流會(huì)抑制恒星形成。但是，哈勃對(duì) Henize 2-10 的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)卻完全相反，其中心黑洞活動(dòng)產(chǎn)生的外流觸發(fā)了恒星形成，這完全出乎了所有人的意料。

哈勃的光譜分析結(jié)果顯示：Henize 2-10 的中心黑洞產(chǎn)生外流的速度很低，流出物以 100 萬(wàn)mile/h 的速度移動(dòng)（ 相對(duì)光速很慢）。黑洞與氣體作用時(shí)，并未顯著加熱氣體。反而是通過(guò)外流壓縮氣體，觸發(fā)了恒星形成的效應(yīng)。

哈勃望遠(yuǎn)鏡觀察到：Henize 2-10 的中心區(qū)域被拉出了一條 230 光年長(zhǎng)的熱氣體外流橋。它將星系的黑洞、恒星形成區(qū)域二者連接起來(lái)。年輕恒星團(tuán)垂直于流出物排列，向人們展示著它的傳播路徑。

華中科技大學(xué) 物理學(xué)教授 雷衛(wèi)華介紹：黑洞本身并不會(huì)發(fā)光，但其強(qiáng)引力場(chǎng)會(huì)影響周?chē)阈恰怏w。比如：黑洞會(huì)俘獲、撕裂靠近的恒星，吸食恒星殘骸。質(zhì)量超過(guò)太陽(yáng)一億倍超大黑洞可以輕松吞噬恒星、氣體、物質(zhì)，形成黑洞吸積盤(pán)。

在黑洞中，不同距離的物質(zhì)繞黑洞的轉(zhuǎn)速不同。在吸積盤(pán)上，這些物質(zhì)通過(guò)速度差轉(zhuǎn)動(dòng)（不同半徑下，以不同的角速度繞黑洞旋轉(zhuǎn)），釋放引力勢(shì)能，加熱氣體形成熱等離子體，熱等離子體會(huì)產(chǎn)生輻射。

雷衛(wèi)華教授認(rèn)為：黑洞噴流、外流的形成機(jī)制主要有以下3種：

1、低吸積率，吸積盤(pán)無(wú)法有效通過(guò)輻射光子來(lái)冷卻，熾熱的吸積盤(pán)會(huì)向外拋射等離子體形成盤(pán)風(fēng)（外流）。

2、吸積盤(pán)存在極強(qiáng)有序磁場(chǎng)，盤(pán)上等離子體通過(guò)磁力線向外拋射形成外流、噴流。

3、旋轉(zhuǎn)黑洞，通過(guò)周?chē)行虼艌?chǎng)提取黑洞的轉(zhuǎn)動(dòng)能，以加速周?chē)入x子體形成沿著黑洞兩極方向進(jìn)行徑直的噴流。

雷衛(wèi)華教授表示：Henize 2-10 的中心黑洞產(chǎn)生外流的機(jī)制，可能是其中某一種。但具體是上述哪種機(jī)制主導(dǎo)，目前還沒(méi)有足夠的證據(jù)說(shuō)明。

在我們的印象中，星系中心黑洞與星系是共同增長(zhǎng)的關(guān)系，但與此同時(shí)，黑洞又是毀滅一切的根源，是令人可怕的存在。但在 Henize 2-10 上面，一切卻恰恰相反。希望通過(guò)這次的研究，有助于我們理解黑洞與星系演化的關(guān)系，可以更好的認(rèn)識(shí)黑洞的真面目！大家如果對(duì)黑洞有什么看法，歡迎在評(píng)論區(qū)討論！

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標(biāo)簽： 恒星形成