天 文 新 知|
黑 洞 是 一 種 引 力 強 大 ， 即 使 光 也 不 能 逃 脫 的 星 體 。 顧 名 思 義 ， 黑 洞 漆 黑 一 片 ， 目 不 可 見 ， 但 其 實 那 些 墮 入 黑 洞 的 氣 體 和 塵 埃 ， 會 因 受 熱 而 發 出 熾 烈 的 光 芒 ， 因 此 假 如 黑 洞 有 伴 星 的 話 ， 天 文 學 家 便 可 透 過 觀 測 伴 星 物 質 流 入 黑 洞 時 所 形 成 的 吸 積 盤 ， 對 中 心 的 吞 噬 者 進 行 研 究 。 一 向 以 來 ， 大 部 份 天 文 學 家 都 相 信 宇 宙 中 存 在 著 兩 種 黑 洞 ， 一 種 是 由 單 顆 恆 星 塌 縮 而 成 ， 質 量 比 太 陽 大 約 十 倍 的 恆 星 型 黑 洞 ， 例 如 天 鵝 座 Ｘ-1 ； 另 一 種 是 超 重 黑 洞 ， 這 種 黑 洞 位 於 星 系 核 心 ， 質 量 可 達 太 陽 數 十 億 倍 ， 例 如 我 們 的 銀 河 系 中 心 ， 就 有 一 個 名 為 人 馬 座 A* ， 質 量 比 太 陽 大 300 萬 倍 的 黑 洞 。 近 來 天 文 學 家 懷 疑 在 上 述 兩 種 黑 洞 之 間 ， 也 許 還 有 一 種 中 型 黑 洞 ， 質 量 介 乎 數 百 個 至 數 萬 個 太 陽 質 量 ， 這 對 傳 統 黑 洞 形 成 理 論 帶 來 了 不 少 衝 擊 。 然 而 ， 由 於 缺 乏 觀 測 證 據 支 持 ， 中 型 黑 洞 仍 只 流 於 熱 烈 討 論 。 科 學 家 相 信 ， 中 型 黑 洞 匿 藏 在 許 多 我 們 鄰 近 的 星 系 中 ， 向 四 周 發 射 超 強 Ｘ 射 線 ， 與 超 重 黑 洞 不 同 的 是 ， 它 們 並 非 位 於 星 系 中 心 ， 而 是 散 佈 在 銀 盤 上 。 雖 然 愛 因 斯 坦 Ｘ 射 線 天 文 台 和 倫 琴 Ｘ 射 線 衛 星 至 今 已 發 現 了 不 少 這 類 超 強 Ｘ 射 線 源 ， 但 由 於 靈 敏 度 和 空 間 分 辨 率 不 足 ， 所 得 的 資 料 非 常 有 限 ， 再 加 上 無 法 精 確 判 定 Ｘ - 射 線 的 源 頭 位 置 ， 因 此 天 文 學 家 往 往 難 以 在 其 他 波 段 來 對 它 們 進 行 詳 細 研 究 。 美 國 太 空 總 署 的 錢 德 拉 Ｘ 射 線 天 文 台 和 歐 洲 航 天 局 的 XMM - 牛 頓 衛 星 ， 使 在 鄰 近 星 系 尋 獲 中 型 黑 洞 的 機 會 再 非 遙 不 可 及 。 錢 德 拉 Ｘ 射 線 天 文 台 具 備 低 於 一 角 秒 的 分 辨 率 ， 而 XMM - 牛 頓 衛 星 的 靈 敏 度 更 是 無 出 其 右 ， 二 者 天 衣 無 縫 的 配 合 ， 為 研 究 這 些 天 體 的 Ｘ 射 線 特 性 ， 例 如 光 度 變 化 和 光 譜 等 ， 開 創 一 個 全 新 的 領 域 。 時 至 今 日 ， 天 文 學 家 已 藉 此 發 現 了 超 過 一 百 個 超 強 Ｘ 射 線 源 。 最 近 羅 珊 ． 迪 史 提 芬 路 博 士 （ 她 亦 來 自 哈 佛 大 學 史 密 森 天 體 物 理 中 心 ） 和 筆 者 利 用 錢 德 拉 Ｘ 射 線 天 文 台 在 鄰 近 星 系 偵 測 到 一 種 奇 怪 的 Ｘ - 射 線 源 ， 我 們 稱 之 為 「 類 軟 」 Ｘ 射 線 源 ， 因 為 它 們 的 溫 度 最 高 只 有 攝 氏 400 萬 度 ， 遠 低 於 一 般 「 硬 」 Ｘ 射 線 源 ， 例 如 中 子 星 和 恆 星 型 黑 洞 （ 溫 度 介 乎 攝 氏 1 千 萬 至 1 億 度 ） ， 卻 又 比 「 軟 」 Ｘ 射 線 源 例 如 白 矮 星 為 高 。 此 外 ， 這 種 「 類 軟 」天 體 溫 度 雖 然 低 ， 但 它 們 所 發 出 的 Ｘ 射 線 訊 號 較 中 子 星 和 恆 星 型 黑 洞 的 為 強 ， 我 們 相 信 它 們 和 中 型 黑 洞 有 著 密 切 的 關 係 。 「 類 軟 」 天 體 另 一 有 趣 之 處 ， 是 它 們 不 單 盤 踞 在 旋 渦 或 橢 圓 等 不 同 類 型 星 系 內 ， 在 銀 暈 甚 至 球 狀 星 團 中 竟 亦 見 其 蹤 影 。 由 此 可 見 ， 「 類 軟 」 Ｘ 射 線 源 在 宇 宙 中 十 分 普 遍 ， 只 要 它 們 和 中 型 黑 洞 的 關 係 得 以 確 立 ， 就 能 為 尋 覓 後 者 提 供 一 個 全 新 路 向 。
可
惜 的 是 ， 一 些 用 來 印 証 星 系 中 心 超 重 黑 洞 或 恆
星 型 黑 洞 存 在 的 方 法 ， 很 難 套 用 於 中 型 黑 洞 上
。 就 以 「 類 軟 」 Ｘ 射 線 源 的 溫 度 範 圍 來 說 ， 雖
然 它 完 全 符 合 那 些 比 恆 星 型 黑 洞 更 大 的 吸 積 黑
洞 ， 但 有 一 點 不 能 忽 略 ， 就 是 這 個 溫 度 在 理 論
上 也 可 以 是 由 恆 星 型 黑 洞 、 中 子 星 甚 至 白 矮 星
在 一 些 特 殊 物 理 情 況 下 產 生 。 因 此 ， 如 果 要 排
除 種 種 其 他 可 能 性 的 話 ， 就 需 要 進 行 更 多 Ｘ 射
線 和 其 他 波 段 的 觀 測 ， 這 亦 有 賴 於 錢 德 拉 天 文
台 對 它 們 位 置 精 確 無 誤 的 測 量 。 「 類 軟 」 Ｘ 射
線 源 和 超 強 Ｘ 射 線 源 的 發 現 ， 將 為 天 文 學 家 探
索 中 型 黑 洞 提 供 寶 貴 的 線 索 。
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