[科普中国]-恒星质量黑洞

属性

根据广义相对论，可以存在任何质量的黑洞。质量越少，形成黑洞所需的密度就越高（史瓦西半径）。直至目前为止，还没有发现任何可以制造少于1太阳质量的黑洞方法。但如果它们存在，它们极有可能是微黑洞。

恒星的引力坍塌是一个形成黑洞的自然过程。当恒星寿终正寝时，即所有能量耗尽后，引力坍塌是无可避免的事态。如果恒星的坍塌质量低于临介值时，将会生成白矮星或中子星的致密星。这些星体拥有最大的质量，所以，如果致密星的质量超过此临介值时，引力坍塌会继续，然后突变为重力坍塌，形成黑洞。虽然还没证实到中子星的最大质量，但估计也有3倍太阳质量。直至目前为止，质量最小的黑洞大约有3.8倍太阳质量。1

另外，也有观察证据证明有两种质量比恒星黑洞更大的黑洞，它们是中介质量黑洞（位于球状星团的中心）和超重黑洞（位于银河系和活动星系核的中心）。

一个黑洞最多只能拥有以下三个特性：质量、电荷和角动量（旋转）。所有自然生成的黑洞都会旋转，但并没有确实观察旋转状况。恒星黑洞的旋转是因为恒星的角动量守恒而造成的。

X射线致密双星系统当物质从黑洞的伴星转移至黑洞时，在双星系统中的黑洞是可以观测到的。掉落至致密伴星的质量释放出的能量非常巨大，这使得物质的温度升高至数亿度的温度。因此可以用X射线观察黑洞，而伴星可以用光学望远镜观测。从黑洞和中子星释放出来的能量有相同的数量级，使黑洞和中子星经常难以区分。

但是，中子星还有其他的特性。它们自转不同，并且有磁场和呈现局部的爆炸现象（热核爆炸）。每当观测到这些特性，就可以判断致密双星的伴星是中子星。

推导出的质量来自对致密X射线源的观测（结合X射线和可见光波段的数据），所有被辨认出为中子星的质量都在3-5倍的太阳质量，致密伴星的质量在5倍太阳质量以上的系统都未显露出中子星的特征。结合这些事实，致密伴星的质量在5倍太阳质量以上的很可能是黑洞。

值得注意的是，黑洞存在的证据不仅是从地球上观测到的，也来自理论：在如此的双星系统中，除了黑洞之外，没有任何天体可以做为这个致密天体的伴星。如果能直接观察到一个微粒（或气体云）坠落进入黑洞的轨道，就可以直接证明黑洞的存在。

恒星质量黑洞的候选体我们的银河系内有一些恒星质量黑洞的候选者(BHCs)，它们比银河中心区的大质量黑洞更靠近我们。这些候选体都是X射线联星系统，致密伴星经由吸积盘从它的伴星获得质量。这些可能是黑洞的天体质量为3倍至12倍太阳质量。23

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