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寂静的宇宙中毫无生机 ， 但却充满危险 。 有致命的宇宙射线 ， 失去太阳的行星 ， 还有吞噬一切的黑洞 。 由于与别的天体相比 ， 黑洞的引力很大 ， 十分特殊 。 使得在视界内 ， 连光都无法逃逸 。 因此直到2019年 ， 人类才得到了第一张黑洞照片 。 不过科学家还是有办法直接或间接的观察黑洞 。
上图：人类第一张黑洞图片
黑洞以星际气体或恒星为食 ， 而这些物质在被黑洞吸进去的过程中 ， 会因引力势能的降低激发出巨大的能量 ， 射出各种高能射线尤其是X光 。 因此 ， 如此明亮的特征 ， 会让它更容易被外界直接观测到 。
除此之外 ， 黑洞巨大的质量还会形成引力透镜效应——即黑洞背后的天体发射出的光线方向会因其巨大的引力产生畸变 。 借此 ， 我们也能间接观测到黑洞的存在 。
上图：引力透镜效应
而在所有发现的黑洞中 ， 质量最大 ， 危险程度最高的那一类 ， 则被我们称为超大质量黑洞 ， 它们几乎存在于每个星系的核中 。 这些天体的质量通常与它们周围中央星系凸起的质量大致成正比 ， 这表明黑洞及其星系的演化以某种方式联系在一起 。
但超大质量黑洞的形成途径尚不清楚 。 我们知道恒星质量的黑洞是由大质量恒星的核心坍缩形成的 ， 但这种机制并不适用于质量超过太阳质量 55 倍的黑洞 。 尤其是星系中心的超大质量黑洞 ， 它们的质量往往是太阳质量的数百万到数十亿倍 。
上图：超大质量黑洞概念图
首先要知道 ， 黑洞产生于恒星生命的尽头 ， 其中包括太阳在内的低质量恒星最终会变成被称为“白矮星”微光恒星；质量超过太阳质量 8 倍的恒星会变成密度非常大的小天体 ， 称为中子星；真正质量超过 20 个太阳质量的恒星在诞生时会变成黑洞 ， 最终质量在几个太阳质量到 40 个太阳质量之间 。
但质量在 130 到 250 太阳质量之间的恒星 ， 它们的中心在演化后期变得非常热 ， 可达到大约 10 亿开氏度 。 这使得在这些恒星内部不断反弹 ， 并提供大部分压力支持的光子是如此充满活力 ， 以至于它可以转化为成对的负电子和正电子 ， 这反过来又使恒星变得不稳定 。
因压力的突然下降 ， 恒星的中心开始收缩并升温 ， 失控的核聚变导致整颗恒星爆炸成明亮的“双不稳定”超新星 ， 并在爆炸后不会留下任何残余物 。
上图：超新星爆炸
因此科学家认为 ， 超大质量黑洞是通过恒星、气体和尘埃的吸积以及与其他黑洞合并而生长的（发生于两个星系碰撞时） 。 2019年5月21日 ， 科学家也确实在距离地球128亿光年外 ， 观察到了黑洞合并事件——GW190521 事件 。
上图：合并中的黑洞
GW190521 较重的一个 ， 测量到 71 到 106 个太阳质量 。 经测算 ， 合并后的最终质量是太阳的 142 倍 。
但在宇宙的时间尺度上 ， 两个星系的碰撞过程需要很长时间 。 这使得合并过程很容易被打乱 ， 延迟甚至完全停止 ， 从而导致这些黑洞脱离了自己的星系 ， 成为宇宙中的“流浪者” 。
为了知道如今有多少黑洞徘徊在我们周围 ，
由哈佛和史密森尼天体物理中心的 Angelo Ricarte 领导的一组天文学家使用 ROMULUS 宇宙学模拟 ， 计算了这个数字 。 该模拟能跟踪成对超大质量黑洞的轨道演化 ， 这意味着科学家能够预测哪些黑洞有可能到达它们新银河系的中心 ， 以及这个过程需要多长时间 。
结果 ， 他们发现银河系可能拥有 12 个超大质量黑洞 ， 正在远离银河系中心的光晕中游荡 ， 甚至已经游荡了超过 10 亿年 。 不过毕竟我们自己的银河系 ， 以吃一些较小的邻居而闻名 ， 因此也不难理解 。 而且在宇宙早期 ， 发生的星系碰撞事件更加频繁 。 研究小组估计 ， 在大爆炸后大约 20 亿年中 ， 流浪黑洞的数量和亮度都超过了星系核中的超大质量黑洞 。
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