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第21部分

1917年拍攝的微微座照片裡找到了它,那時它正處在一場光學爆發之中,因而被歸人了新星的範疇。

從恆星到星系

按照有關專家的估計,在過去一百億年中銀河系裡平均每一百年有一顆超新星爆發,而每一百顆超新星中有一顆導致黑洞形成,那麼銀河系裡就應該有一百萬個恆星級黑洞。可是在雙星X射線源中迄今還只找到三個可能的黑洞,這似乎頗令人失望。事實上還有幾個源中也可能有黑洞,但誤差較大,以至於還不那麼肯定。這些潛在的黑洞中有也處在大麥哲倫雲裡的LMCX-l,還有半打河內的源。

黑洞探索者們還嘗試過用估算質量以外的其他方式來考查他們的候選物件。測量短時標振盪就是其中之一,不過如上所述並不成功。另一個方法是依據所謂“相似性標準”,就是說如果天鵝座X-l是黑洞,則所有X射線行為與之相似的源就都很有可能也是黑洞。天鵝座X-l有一個特徵現象,它的輻射有兩種狀態,“高”態和“低”態,其他少數幾個雙星X 射線源也有這種現象,因而似乎就也應是黑洞。但是即使這條標準也是模稜兩可,在“三人幫”的其他成員中,A0620-00能透過這項考查,而****司就不能。另一方面,有些符合這條標準的源又已被證明是中子星,因為它們有X射線暴,圓規座X-l就是典型例子。所以,考查黑洞的最好方式仍然還是稱量質量。

放在前蘇聯的“格拉納”衛星裡的法國望遠鏡“西格瑪”(Sigma)在1990年春天找到了一個明亮的X和伽瑪射線源,看來是處在距銀河系中心(見第17章)300光年之內。這個源有一個很討厭的,但願是暫時的名稱IE1704.7──2942,被許多人看作是第四個恆星級黑洞。“西格瑪”看來還探測到這個源的一陣反物質突發,以大量電子和正電子湮滅的形式出現。按照一些高能天體物理學家的觀點,只有黑洞周圍才具備產生大量正電子的極端物理條件。

最後,還有這樣的星,不屬於X射線雙星範疇,但也可能是黑洞,儘管這很難證實。前面已講過仙后座A(見“近處遇奇花”一節),它是天空中最明亮的射電源之一,並與一個超新星遺蹟有聯絡,它的爆發大約是在1670年,但不如預期的那麼明亮。這個超新星遺蹟並不包含有脈衝星或X射線源,所以有可能那顆爆發前恆星的質量非常大,其核心直接坍縮成了黑洞,使得不能出現很亮的超新星。

銀河系裡最難捉摸的星之一是SS433。它的奇特不僅在於有很強的光譜線,而且在於譜線還分成對稱的兩組,都在一個正常位置附近以164天的週期來回振動,於是總有一組線紅移而另一組藍移。

用多普勒效應來解釋譜線移動,則發射源的速度高達78000公里/秒。一顆星怎麼能以這樣高的速度運動呢?關鍵線索在於,這些譜線不是那種由於恆星外層的濾光作用而形成的吸收線,而是由熱氣體發出的發射線。這兩組譜線分別來自兩股從中心星發出的對稱的氣體噴流,兩股噴流交替地趨近和遠離地球,射電波段的觀測已經證實了噴流的存在。

另外,對SS433的光譜分析表明它是一個雙星系統,包含著一顆緻密星,或是中子星或是黑洞,究竟是哪一個呢?一直爭論到1四1年,由歐洲國家合作進行的可靠測量才得到了緻密星的質量只有0.SMop太小而不足以成為黑洞。但是SS433對天文學家仍極有吸引力,這是因為它的罕見的氣體噴流。建立這個系統模型的努力已經促進了吸積盤理論的進一步發展。為認識噴流的起源,首先要明白一顆緻密星,無論是中子星還是黑洞,都不能吸積任意大量的物質,因為吸積過程中產生的輻射會對周圍物質有推斥作用。吸積盤類似於依靠核心熱核反應提供的輻射壓來維持平衡的大質量恆星,盤的平衡也是由引力和輻射壓這兩種相反的力來維持。

如果提供氣體的伴星膨脹到超出洛希瓣,並開始傾瀉緻密星所接受不了的過量物質,那將會是什麼後果呢?超額的物質必定被噴射出來。很顯然,積聚在盤中的氣體在盤面方向上遇到的阻抗最大,因為新的氣體在不斷到達,於是阻抗最小的路徑就是沿與盤面垂直的方向,緻密星也就朝這個方向噴射過剩的氣體以減輕自己的超負荷。SS433噴出的兩股強有力的氣體流可能就是這樣一個過程(圖64)。

更有趣的是,SS433還是大得多的尺度上活動星系核心和類星體現象的一個極好標本,那裡也有著來自緻密源的極高速的成時噴流,當然中心源的質量就不再是3或10Mop而是上千萬或