東北大學物理系教授斯蒂芬·魯克羅夫特和約翰·D·斯溫提供了以下解釋
圖片來源：太空望遠鏡科學研究所
噴射光芒？ 哈勃太空望遠鏡拍攝的橢圓星系 NGC 6251 的核心影像顯示，一個黑洞似乎正在噴射光芒。實際上，這股紫外線輻射洪流是由氣體發出的，這些氣體在被拉入黑洞強大的引力時被加熱。 |
根據定義，黑洞是光線無法逃脫的區域。因此，從外部觀察到的任何輻射都必須來自黑洞外部。
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有兩種機制可以解釋這種情況。第一種是霍金輻射，它來自強引力場中量子場的行為。這種型別的輻射僅對非常小的黑洞重要，為了探測到它，天文學家會尋找物質在落入黑洞時被加熱而發出的光訊號。
為了理解為什麼物體在落入黑洞時會變熱，我們必須首先分析作用在它們身上的力；畢竟，我們不習慣於思考被引力加熱的物體！
雖然引力通常被描述為指向黑洞中心，但實際情況要微妙得多。想象一下你自己頭朝下、腳朝前地落向黑洞。你的腳比你的頭更靠近黑洞，所以它們受到的引力更大——你會稍微被拉伸。此外，你的左右手不是沿著平行線墜落，而是都朝著黑洞中心墜落。結果，你也會受到一點擠壓。
所有這些的結果是，引力除了向內拉動物體外，還會拉伸和壓縮它們。這種擠壓會導致加熱，從而在墜落物質真正進入黑洞之前很久就產生輻射。科學家在尋找黑洞時，尋找的就是這種型別的輻射。
斯沃斯莫爾學院天文與物理系教授約翰·高斯塔德補充道：
確實，光線無法從黑洞內部逃脫，但是落入黑洞的物質在落入之前會變得非常熱。這種加熱是由於物質在黑洞附近加速造成的。因此，物質在落入黑洞時會發出大量光線和其他輻射。
證明黑洞存在的最佳證據之一是來自雙星系統的 X 射線源，在該系統中沒有觀察到伴星。換句話說，存在一些可見的恆星，它們的軌道運動告訴我們它們有一個看不見的伴侶。發射 X 射線的不可見伴侶有時是中子星，但中子星的質量不能超過太陽質量的兩到三倍。因此，如果分析表明，發射 X 射線的不可見伴侶具有更大的質量，我們就知道它一定是黑洞。