銀河系中心明明是個黑洞，為什么還那么亮？

在一個晴朗的夏夜，如果你避開城市的光污染，抬頭仰望南方的天空，你會看到一條壯麗的乳白色光帶橫跨天際，那是我們的銀河，而在人馬座的方向，你會發現這條光帶變得異常寬闊、濃密，仿佛那里聚集了無數的光輝。

那是銀河系的“心臟”，銀河系中心，然而現代天文學告訴我們一個令人背脊發涼的事實：在這個心臟的正中央，盤踞著一個質量約為太陽 400 萬倍 的超大質量黑洞，人馬座 A*。

這就產生了一個巨大的直覺悖論：

黑洞，顧名思義，是宇宙中連光都無法逃脫的“絕對黑暗”天體。既然它是黑的，為什么銀河系中心看起來卻是整個星系中最明亮、最璀璨的區域？

首先，我們需要糾正一個常見的誤區：黑洞并不像一個安靜的黑色球體懸浮在太空中，更不像一個只進不出的“永恒吸塵器”，所謂“黑”，僅僅指黑洞的“事件視界”以內，那是時空的懸崖，一旦越過，連光都掉進去了，確實是絕對黑暗的。

但是，黑洞的“勢力范圍”卻遠不止視界這么小，在視界之外，是一個極度瘋狂的世界，黑洞擁有無與倫比的引力，這種引力會把周圍的氣體、塵埃、甚至不幸路過的恒星強行抓過來，這些物質并不是直直地掉進黑洞，而是像水流進下水道一樣，在黑洞周圍形成一個巨大的、高速旋轉的盤狀結構，這就是吸積盤。

為什么吸積盤會發光？

原因在于摩擦與引力勢能的釋放，在這個盤子里，物質以接近光速的速度瘋狂旋轉，不同的軌道層之間有著巨大的速度差，導致氣體分子之間發生劇烈的摩擦和碰撞，這種摩擦產生了難以想象的高溫。吸積盤內部的溫度可以輕松飆升到 1000 萬攝氏度 甚至更高。

相比之下，太陽表面的溫度只有 5500 攝氏度，所以黑洞本身雖然是黑的，但它穿了一件“極度閃耀的衣服”，這個吸積盤釋放出的能量是如此巨大，以至于它不僅僅發出可見光，還會瘋狂地噴射出 X 射線和伽馬射線。

從物理學角度看，吸積盤是宇宙中效率最高的“能量轉換器”，核聚變只能將物質質量的 0.7% 轉化為能量，而黑洞的吸積過程，可以將物質質量的 10% 到 40% 轉化為能量，所以銀河系中心的那個黑洞，實際上是整個銀河系效率最高、功率最大的“超級發電機”，它吞噬物質，然后把物質臨死前的慘叫轉化為了照亮宇宙的光芒。

銀河系中心的恒星密度是太陽系附近的 100 萬倍 甚至更多，在一個只有幾光年寬的空間里，擠進了數千萬顆恒星，如果這一秒你突然被傳送到了銀河系中心的一顆行星上，你將永遠告別“黑夜”，天空會被成千上萬顆比滿月還亮的星星填滿，你的影子會被來自四面八方的星光沖淡直至消失。閱讀報紙根本不需要路燈，因為星光本身就足以亮如白晝。

這個區域被稱為“核球”，這里不僅有古老的紅色恒星，還聚集著大量年輕、狂暴的藍色巨星，特別是圍繞著黑洞 Sgr A* 運行的S 星團，這些恒星以每秒幾千公里的速度，在黑洞的眼皮底下狂奔，S2 是最著名的一顆，每 16 年就繞黑洞一圈，它在近黑洞點時，速度高達光速的 2.5%。

這些恒星本身就是巨大的光源，幾百萬顆恒星聚在一起，就像把幾百萬個探照燈捆成一束，這就是我們在地球上看到銀河中心那一團亮光的直接來源，那是數以億計恒星匯聚成的光海。

上世紀 90 年代，加州大學洛杉磯分校的安德烈婭·蓋茲和馬克斯·普朗克研究所的賴因哈德·根策爾，利用強悍的紅外望遠鏡，穿透了層層迷霧，直接拍到了銀河系中心那些瘋狂旋轉的恒星，從而證實了黑洞的存在。

如果我們有一雙能看到紅外線的眼睛，或者能看到 X 射線的眼睛，抬頭看天時，銀河系中心將不再是暗淡的光帶，而是一個極其耀眼、正在噴射能量火球的漩渦。

雖然我們說銀河系中心很亮，但必須要澄清一個科學事實：相比于宇宙中那些真正活躍的黑洞，我們家里這個 Sgr A 其實正在“節食”，甚至是在睡大覺。

宇宙中有些星系的核心，亮度是銀河系的幾千倍，甚至比整個星系所有恒星加起來還要亮，那是因為它們的黑洞正在大快朵頤，吞噬著大量的氣體和恒星，形成了極其巨大的吸積盤和噴流，這種天體被稱為“活動星系核”或“類星體”。

而我們的 Sgr A*，目前處于“寧靜期”，它的吸積盤相對較小、較暗，并沒有每時每刻都在吞吃恒星。它現在的食物主要是一些稀薄的恒星風和少量的氣體云，所以現在的銀河系中心亮度，主要還是靠那密密麻麻的恒星群撐場面，黑洞本身的吸積輻射只是配角。

2022 年 5 月，事件視界望遠鏡合作組發布了人馬座 A* 的第一張照片，那張照片看起來像一個模糊的橙色甜甜圈，中間的黑色：就是黑洞的陰影，周圍的橙色光環是發光的氣體盤被引力透鏡效應扭曲后的樣子。

這張照片是人類理性的勝利，它直觀地告訴我們：是的，那里確實有一個吞噬光線的怪物，但正因為它在吞噬，所以它周圍才如此明亮，那個光環里的氣體，正在以 30% 的光速飛馳，我們在照片上看到的“亮斑”，其實是多普勒效應導致的，朝我們飛來的氣體看起來更亮，離我們而去的氣體看起來更暗。

銀河系中心之所以明亮，是因為那里是整個星系最擁擠、最動蕩、能量交換最劇烈的地方，數百萬顆恒星在那里的高壓鍋里燃燒，被撕碎的氣體在黑洞的吸積盤上尖叫，磁場在扭曲，X 射線在噴涌。

我們應該感到慶幸，地球位于銀河系的“荒郊野嶺”距離那個暴躁的中心足足有 2.6 萬光年，如果我們就住在那個光輝燦爛的中心附近，雖然夜空會美得令人窒息，但強烈的輻射、頻繁的超新星爆發和黑洞的偶爾“打嗝”，恐怕早已讓生命化為灰燼。