东北大学物理系教授斯蒂芬·鲁克罗夫特和约翰·D·斯温提供了以下解释
图片来源：太空望远镜科学研究所
喷射光芒？ 哈勃太空望远镜拍摄的椭圆星系 NGC 6251 的核心图像显示，一个黑洞似乎正在喷射光芒。实际上，这股紫外线辐射洪流是由气体发出的，这些气体在被拉入黑洞强大的引力时被加热。 |
根据定义，黑洞是光线无法逃脱的区域。因此，从外部观察到的任何辐射都必须来自黑洞外部。
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有两种机制可以解释这种情况。第一种是霍金辐射，它来自强引力场中量子场的行为。这种类型的辐射仅对非常小的黑洞重要，为了探测到它，天文学家会寻找物质在落入黑洞时被加热而发出的光信号。
为了理解为什么物体在落入黑洞时会变热，我们必须首先分析作用在它们身上的力；毕竟，我们不习惯于思考被引力加热的物体！
虽然引力通常被描述为指向黑洞中心，但实际情况要微妙得多。想象一下你自己头朝下、脚朝前地落向黑洞。你的脚比你的头更靠近黑洞，所以它们受到的引力更大——你会稍微被拉伸。此外，你的左右手不是沿着平行线坠落，而是都朝着黑洞中心坠落。结果，你也会受到一点挤压。
所有这些的结果是，引力除了向内拉动物体外，还会拉伸和压缩它们。这种挤压会导致加热，从而在坠落物质真正进入黑洞之前很久就产生辐射。科学家在寻找黑洞时，寻找的就是这种类型的辐射。
斯沃斯莫尔学院天文与物理系教授约翰·高斯塔德补充道：
确实，光线无法从黑洞内部逃脱，但是落入黑洞的物质在落入之前会变得非常热。这种加热是由于物质在黑洞附近加速造成的。因此，物质在落入黑洞时会发出大量光线和其他辐射。
证明黑洞存在的最佳证据之一是来自双星系统的 X 射线源，在该系统中没有观察到伴星。换句话说，存在一些可见的恒星，它们的轨道运动告诉我们它们有一个看不见的伴侣。发射 X 射线的不可见伴侣有时是中子星，但中子星的质量不能超过太阳质量的两到三倍。因此，如果分析表明，发射 X 射线的不可见伴侣具有更大的质量，我们就知道它一定是黑洞。