黑洞

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生什麼？在1000萬公里的黑洞表面和二億公里的洛希限度之間，畢竟還有很大的空間。潮汐力與到黑洞距離的立方成反比而變化，這就是說，在比洛希限度小10倍的距離上，潮汐力比在絡希限度處要大1000倍，而後者本身已大得足以摧毀恆星。因此一顆進入到洛希限度以內深處的恆星看來會比僅僅擦過該限度的恆星遭遇到兇暴得多的災難。

黑洞一恆星系統第二個重要的特徵是承受潮汐力的天體的性質：太陽這樣的恆星與月亮或行星不同，是由氣體而不是由岩石組成的，因此就更容易被潮汐力壓縮。這正是深入到巨型黑洞的洛希限度以內的恆星所要發生的變化。雖然開始時它趨於變為雪茄形，但潮汐力像巨大的軋機一樣很快就把它壓成攤在軌道平面上的薄餅（圖68）。

壓縮意味著加熱，這兩個過程都很敏感地依賴於進入洛希限度以內的深度。如果恆星只是剛剛擦入該限度內，潮汐力還不足以壓縮它，它就像一隻巨大的水球一樣，被拉長成雪茄形並膨脹，終於在再從洛希限度內出來後碎裂。與此相反，如果恆星深人到小於洛希限度10倍的距離，它就會被潮汐力高度壓縮，在0．l秒內密度增大1000倍，溫度升高100倍。當然，恆星最終也會碎裂，組成它的氣體會消散，但在此之前它卻像一個巨大的極高溫極高密度的薄煎餅。

黑洞引爆器

恆星被擠壓成“薄煎餅”的最驚人後果是其中熱核爆炸的發生。支配著能量流的熱核反應速率密切地依賴於溫度。對於一顆處在流體靜力學平衡中的恆星，如像太陽，其中心密度是100克／立方厘米，溫度是開氏1500萬度。在這種“正常”條件下，佔支配地位的核反應是氫聚變，反應速率極其緩慢（見第4章）。

如果一顆恆星碰巧落到了巨型黑洞的洛希限度以內，其中心溫度就會在0．l秒內升至10億度。就像導致超新星爆發的情況那樣，熱核鏈反應被大大加速了。在這個短暫的加熱時間裡恆星中的氫並不能聚合，但那些原先處在呆滯狀態的較重元素，如氦、氮和氧，卻能在瞬間轉變成更重的元素，並釋放出能量。恆星煎餅裡發生了熱核爆炸，成了一種“偶然的超新星”。

這種爆炸的影響是深遠的。一部分恆星碎片作為高溫氣體雲塊被吹離黑洞的控制範圍，並能攜帶所有與之碰撞的其他雲塊一起遠去，其餘碎片則迅速地落向黑洞，產生短暫的輻射爆發。像超新星一樣，恆星薄餅也是製造重元素的熔爐，然後又把這些元素遍撒於星系之中。不過，計算表明，恆星餅所產生的重元素比例與超新星所產生的稍有不同，因此在不久的將來就可能從靠近活動星系核心的雲的輻射譜中探測這些元素，從而為恆星被巨型黑洞所炸碎的過程提供直接證據。

超新星和恆星餅的熱核爆炸的起因都是引力。對於超新星，恆星自身的引力場使它不能保持穩定，透過核心的坍縮而引起爆發。對恆星餅來說，則是黑洞的引力場從外部壓縮恆星，並使它爆發。

這種由黑洞的極強引力導致恆星爆發的事件是罕見的。進入黑洞洛希限度的恆星數目本身就很有限，在活動星系核裡大約是每年1顆，而在銀河系核心則是每1000年1顆，而這些恆星中只有十分之一能足夠地深入，以至於爆發。但是，潮汐力並不是製造恆星餅的唯一手段。在10億M的超大質量黑洞附近，高速飛行的恆星之間的迎頭相撞是相當常見的（大約每年10次）。這種相撞也可以形成暫現的恆星餅，因此，恆星餅爆發現象可以在幾乎不活動的星系和類星體中起同樣重要的作用，區別只在於前者的中心黑洞質量不很大，恆星餅是由潮汐效應制造；而後者有更大的黑洞，恆星餅是產生於恆星的碰撞。

同類相食

知道了內燃機能提供動力並不等於懂得了汽車如何得以行進。雖然巨型黑洞作為活動星系核中心發動機的模型是很有道理的，但我們仍須承認對活動過程的詳情還所知甚少，類星體仍然是宇宙中最神秘的現象之一。

對類星體的分佈而不是單個類星體的觀測，已經提供了關於它們的形成、熄滅以及對母體星系生涯的影響等方面的大量資訊。首先的問題是，是否所有星系在演化程序中都會或早或遲地經過類星體階段，而究竟又是什麼條件造就了這種壯觀的狀態？學者們的想法頗有些自相矛盾。類星體只是在非常遙遠的星系裡被觀測到，也就是說是存在於很久以前，那麼它們就應當是屬於星系演化的早期階段；而另一方面，如果類星體所需要的巨型黑洞是由恆星級別的種子發展而成的，就又意味著類星體是星系演化的晚期狀態，大