互动科普

黑洞和中子星一样，是在发生超新星爆发时，恒星的中心部分由于自身引力坍缩而形成的。人们认为，当原来的恒星的质量超过太阳质量的20倍时，超新星爆发后，形成的不是中子星，而是黑洞。

这时黑洞的质量是太阳质量的5～15倍左右，半径为15～45千米左右。这种黑洞称为“恒星质量黑洞”（stellar-mass black hole）。

考虑恒星的进化理论等，可以计算出我们所在的银河系里面有大约4亿个黑洞。其他的星系里应该同样有大量的黑洞存在。

天文学家已经发现了比恒星质量黑洞更大几个数量级的黑洞，这就是“超大质量黑洞”。它的质量是太阳的100万倍到几十亿倍之巨。人们认为超大质量黑洞几乎都集中在星系的中心。它的形成过程尚不清楚，是个热门的研究课题。

在我们的银河系的中心也有将近太阳质量的400万倍的超大质量黑洞存在。人们已知黑洞（光不能逃逸出来的区域）的半径和集中在黑洞中心的质量成正比。运用这个比例关系推算，银河系中心的超大质量黑洞的半径约在1200万千米（太阳和地球之间的平均距离为15000万千米）。

以前很长一段时间中，人们认为黑洞有恒星质量黑洞和超大质量黑洞两种，直到2000年左右才发现了质量介于两者之间的“中间质量黑洞”。这样的黑洞，是解决银河中心的超大质量黑洞是如何形成这个问题的关键，受到人们的关注。

（本文发表于《科学世界》2015年第5期）