比太阳亮10万亿倍的最亮黑洞耀斑被发现！黑洞最黑，耀斑咋这么亮

2025-11-17 10:46天文之最

黑洞被认为是宇宙中最黑的地方，因为黑洞本身是不发光的，不但不发光，而且还要吸收光，那说起来就没有比它更黑的事物了。然而了解天文学的朋友一定知道，在黑洞的周围，在其事件视界之外，物质会被撕裂并加速到极限接近于光速，形成黑洞明亮的吸积盘，这个吸积盘内部的温度甚至可以高达两万亿度，是宇宙中温度最高的地方，而其发出的光亮也是宇宙中最亮的。

2025年11月上旬，《自然-天文学》杂志发表文章称天文学家观测到迄今最亮的黑洞耀斑，其峰值亮度超过太阳10万亿倍，相当于在100亿光年外点燃了一场持续数年的“宇宙烟花”。这一发现不仅刷新了人类对黑洞能量释放的认知，更让一个关键问题浮出水面：黑洞本身因引力极强而无法让光逃逸，为何它引发的耀斑能拥有如此惊人的亮度？要解答这个问题，需从耀斑的形成机制、能量转化过程，以及其与“宇宙最热区域”的关联说起。

耀斑的“能量源泉”：恒星被撕碎时的“引力做功”

此次观测到的耀斑，源于一场发生在100亿年前的宇宙惨剧——一颗质量至少为30倍太阳的大质量恒星，因过于靠近黑洞而被其潮汐力撕裂。这一过程被称为“潮汐撕裂事件”（Tidal Disruption Event，TDE），正是耀斑亮度的核心来源。

黑洞虽不发光，但它的引力场能将物质的引力势能转化为光能，且转化效率远超人类已知的任何天体物理过程。当恒星靠近黑洞时，黑洞对恒星不同部位的引力差异会逐渐增大：恒星朝向黑洞的一面受到极强的拉扯力，而背向黑洞的一面引力较弱，这种“引力差”会像一把巨斧将恒星撕碎成气体流。这些被撕裂的气体并不会直接坠入黑洞，而是会围绕黑洞形成一个高速旋转的“吸积盘”——这是耀斑亮度的“直接发生器”。

在吸积盘中，气体以接近光速的速度旋转，粒子间的碰撞与摩擦极为剧烈。这种剧烈运动让气体温度飙升至数亿甚至数十亿摄氏度，远超太阳核心的1500万摄氏度。根据物理学原理，物体的温度越高，其辐射的能量越强、波长越短（从可见光到X射线、伽马射线）。

此次观测到的耀斑，正是吸积盘中高温气体释放的极端辐射，其亮度是此前已知黑洞耀斑的30倍，即便跨越100亿光年的距离，仍能被地球的凯克天文台、帕罗玛山天文台捕捉到。

值得注意的是，这场“烟花表演”至今仍未落幕。由于耀斑亮度未完全熄灭，天文学家推测，这颗恒星的气体尚未被黑洞完全吞噬——部分气体仍在吸积盘中旋转、辐射能量，而另一部分可能已被黑洞两极的“喷流”高速抛射出去，进一步扩大了能量释放的范围。

为何是“宇宙最热区域”？极端物理环境下的能量极限

要理解此次耀斑的“亮度奇迹”，就必须正视其背后的“温度奇迹”——黑洞吸积盘及喷流区域，是目前人类已知的“宇宙最热区域”之一，其温度足以突破原子结构的极限，将物质转化为“等离子体”状态。

根据观测数据与理论模型，此次耀斑对应的吸积盘温度可达数十亿摄氏度。在这一温度下，原子会被彻底“拆解”：电子从原子核的束缚中脱离，形成由带电粒子构成的等离子体。

这种等离子体不仅能释放出极强的电磁辐射（包括可见光、紫外线、X射线），还会在黑洞磁场的作用下，沿着磁场线向两极汇聚，形成速度接近光速的“相对论喷流”。喷流中的粒子温度更高，能释放出穿透性极强的伽马射线，其能量密度足以在数万光年内产生显著影响。

对比宇宙中其他高温天体，这一温度堪称“极端”：太阳核心温度仅1500万摄氏度，超新星爆发时的核心温度可达数千亿摄氏度，两颗中子星碰撞的温度可达上万亿摄氏度，而黑洞吸积盘及喷流的温度却可以轻松超越它们。

此次耀斑能比太阳亮10万亿倍，本质是“极端高温”与“巨大辐射面积”的叠加——吸积盘的辐射范围虽远小于太阳，但单位面积释放的能量是太阳表面的数万亿倍，最终形成了“小区域爆发大能量”的奇观。

更关键的是，这种极端温度并非“偶然现象”，而是黑洞引力与物质相互作用的必然结果。根据广义相对论，黑洞的引力会强烈扭曲周围时空，导致物质在坠入黑洞前被“加速到极限”，而能量守恒定律又让这些动能转化为热能与辐射能——这使得黑洞吸积盘成为宇宙中“天然的能量转化实验室”，其物理环境远超地球实验室的模拟极限，也让耀斑成为研究极端物理规律的“宇宙探针”。

从观测到认知：这场耀斑背后的科学价值

此次最亮黑洞耀斑的发现，不仅是一次“天文奇观记录”，更推动人类对黑洞、宇宙演化的认知迈上新台阶。

从观测角度看，这场耀斑的“长期亮度”打破了天文学家的固有预期。2018年首次观测时，研究团队曾因“光变曲线平淡”而忽视它；但5年后（2023年），耀斑仍保持异常亮度，这促使团队用更高精度的凯克天文台重新观测，最终确认其100亿光年的距离与极端亮度。

这一过程说明，“长期监测”是发现罕见天文事件的关键——由于黑洞与地球距离遥远，地球上观测7年，仅相当于黑洞附近2年的时间（因时空膨胀效应，遥远天体的时间流逝速度相对较慢），天文学家需以“1/4速度”耐心见证恒星被吞噬的全过程。

从理论角度看，此次耀斑证实了“大质量恒星潮汐撕裂事件”的能量释放潜力。此前天文学家认为，黑洞耀斑多源于小质量气体云的吞噬，而此次30倍太阳质量恒星的“被撕碎”，证明大质量天体的潮汐撕裂能产生更极端的辐射。

这一发现也为解释“活动星系核”（AGN）的能量来源提供了新线索——部分活动星系核的极端亮度，可能正是由多次类似的潮汐撕裂事件叠加形成。

未来，随着新一代巡天项目（如美国的“南希·格雷斯·罗曼太空望远镜”）的启动，天文学家有望发现更多类似的极端耀斑。正如哈佛-史密森天体物理中心的Joseph Michail所言：“这些事件很可能成为常态”——而每一次新发现，都将帮助人类更接近“黑洞如何影响宇宙演化”“重元素如何在极端环境中形成”等核心问题的答案。

消息来源：科技日报11月14日报道《天文学家发现迄今最亮黑洞耀斑，峰值亮度比太阳亮10万亿倍》