單純地進行這種觀測,并不是一個發(fā)現(xiàn)黑洞的可行方案。要知道,在銀河系中有億萬顆恒星,我們根本無法對每一顆恒星都考察一下它是否存在一個黑洞伙伴。

但幸運的是(至少對我們觀測者而言),黑洞并不是個好伙伴。它們經(jīng)常會吞噬附近的恒星,將它們的外層剝離并形成氣體漩渦,再呈螺旋狀進入黑洞。這些氣體在最后下沉的過程中越轉(zhuǎn)越快,可能被加熱到幾百萬度的高溫,并在永遠地消失在黑洞邊緣之前猛烈地釋放出X射線。通過搜索大量釋放X射線的光源,天文學家可以徹查銀河系中每一個可能存在黑洞的角落。

事實上,尋找恒星級黑洞的標準化操作流程,基本上就是人們發(fā)現(xiàn)第一個黑洞時所使用的方法。天文學家通過篩查銀河系中X射線光源的目錄,挑出那些附近有可見恒星出沒的候選者。隨后,我們將這顆恒星的一切行動置于嚴密的監(jiān)視之下,并試圖從中找到黑暗伙伴的影子。一旦發(fā)現(xiàn)了一些蛛絲馬跡,我們就可以從可見恒星的軌道推斷出黑暗伙伴的質(zhì)量,并由此確定它是否就是黑洞。如果黑暗同伴的質(zhì)量超過三倍太陽質(zhì)量,那么它很有可能就是黑洞。5

第一個被發(fā)現(xiàn)的黑洞是天鵝座X-1(Cygnus X-1)。它也是我們在天鵝座(the constellation Cygnus the Swan)發(fā)現(xiàn)的第一個X射線源的名字。1974年,當人們剛發(fā)現(xiàn)天鵝座X-1不久,斯蒂芬·霍金曾經(jīng)打賭說科學家們不可能在其中發(fā)現(xiàn)黑洞;而基普·索恩(Kip Thorne),世界上最優(yōu)秀的黑洞研究專家之一,則把他的籌碼放在另一邊,賭黑洞一定會在天鵝座X-1附近出現(xiàn)。1990年,霍金終于支付了他16年前的賭注,并簽字認輸。盡管當時索恩聲稱他僅有95%的把握肯定黑洞的存在,但仍然毫不客氣地從霍金那里接受了他的贏資(訂閱了一份雜志)。

天鵝座X-1就此登上了恒星級黑洞目錄的榜首。這份不斷增加的目錄現(xiàn)在已經(jīng)包含了大約20個黑洞(另有20多個候選者等待進一步的確認),而這些黑洞的發(fā)現(xiàn)都依賴于為它們提供氣體的恒星伙伴?？紤]到每十年三個黑洞的發(fā)現(xiàn)速度,顯然這并不是一項容易的工作。而搜尋那些沒有恒星伙伴的黑洞似乎更是不可能完成的任務。