广阔的宇宙里有一种存在，它漆黑一片，比任何星体都要暗；它的引力很强，任何经过附近的事物都会被吸入其中，无法逃离。这个神秘又可怕的存在——黑洞，究竟是怎样诞生的？人们又是怎样发现它的？
什么是黑洞？
黑洞是宇宙中的天体，它的质量大，直径却极小，因此表面会产生非比寻常的巨大重力，连光都无法逃离，呈现漆黑一片的景象。
▲黑洞的外观。（（Photo by NASAJPL-Caltech CC BY 2.0）
光也无法逃离的引力
每个星球都有引力。一般来说，当我们把一个苹果抛向天空，由于地球的引力会将它吸回了地面，苹果最终会掉下来。但如果我们用足够大的力量抛出苹果，苹果就能克服引力逃离地球。
▲当苹果的抛出速度不够高，便会很快掉到地面。
▲如果用适当大的力度抛，苹果就会不着地，并不停绕地球转。这时苹果的速度叫「环绕速度」。
▲如果用更大的力度抛，苹果便可摆脱地球的重力向外逃，这个速度叫作「逃逸速度」。
天体的质量愈大，直径愈小，表面的重力也愈大，逃逸速度也愈高。
黑洞就是一颗奇特的天体，它表面的重力大到连速度最快的光也无法离开，只会掉回表面。
怎样「看见」黑洞？
既然黑洞只有一片漆黑，人们是怎么发现它的？
天文学家发现，当物质被吸入黑洞时，就会变得炽热并释放X 射线。所以我们可以通过观测X射线来确认被黑洞吸食的恒星物质，藉此间接证明黑洞的存在。
1971年，一个卫星侦测器发现了一个X射线源——天鹅座X-1，之后它就被确认是人类发现的第一个黑洞。
2019年4月，科学家利用全球多座射电望远镜联合观测，合成出全世界第一张黑洞的图像，这个黑洞位于室女座M87椭圆星系的中心。
▲世界第一张黑洞影像。（Photo by NASA Goddard Photo and Video/CC BY 2.0）
奇特的黑洞，并不是无缘无故出现在宇宙中的，它们其实是由死去的恒星形成的！
恒星的诞生、燃烧与成长
恒星诞生于星云，由「体形」决定命运。恒星愈大，质量也愈大，寿命就愈短。有些巨恒星只要一千万年就会燃烧殆尽，有些矮恒星则能燃烧至一千亿年呢！
恒星一生有90% 的时间都处在氢燃烧的主序星阶段。主序星分三种：
恒星的燃尽与死亡
当内部的氢燃尽，主序星就会迅速步向灭亡。
我们可以用太阳质量为基本单位，将不同质量的主序星分为三类。
三类主序星的灭亡过程也各不相同：
当红超巨星的核心物质燃烧殆尽，恒星就会因为巨大的重力而塌缩，塌缩物质碰上超密的核心，产生由内向外的冲击波，将恒星外层炸射到太空。这个现象被称为「超新星爆炸」。
如果爆炸后剩余的物质大于3M☉，就会产生黑洞。
不过，根据霍金辐射的理论，即使是经历了数百万年才诞生的黑洞，最终仍然会在漫长的岁月中蒸发消失。
(内文插图取自：《儿童的科学》第189期)
