許多受邀參加會議的天文學家和物理學家擔心他們的安全。其他人則認為應該直接取消這次活動。在美國總統約翰·肯尼迪在達拉斯遇刺幾周後，就在德克薩斯州的達拉斯舉行會議——這似乎很不尊重。
最終，第一屆德克薩斯相對論天體物理學研討會按計劃於1963年12月16日開始，大多數受邀科學家都去了——在達拉斯市長向他們傳送電報敦促他們參加之後。但是肯尼迪之死所投下的陰影，加劇了他們對一個似乎難以理解的現象進行探討時本已存在的超現實氛圍。
那一年，觀察者發現，一系列神秘的“類恆星”天體，被稱為類星體，不僅僅是普通恆星的怪異版本。它們在宇宙中遙遠，發出的輻射經過數十億年的傳播才到達地球。它們非常明亮，能夠勝過包含數十億顆普通恆星的100個星系。而且，對於如此明亮的天體來說，它們小得驚人——不比我們自己的太陽系大。正如阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論所描述的那樣，如此小的體積中存在如此巨大的能量會彎曲時空，甚至可能導致那裡的物質坍塌成一個巨大的黑洞：這是一個在當時看起來像純粹的科幻小說的奇異可能性。
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“類星體真的改變了一切，”伊利諾伊州芝加哥大學的宇宙學家邁克爾·特納說，他上個月在同樣在達拉斯舉行的第27屆德克薩斯研討會上發表了紀念首屆會議50週年的演講。愛因斯坦的理論，直到 20 世紀 60 年代一直被認為是一個與實際天文學無關的小眾想法，卻被推到了前沿。“閘門打開了，”特納說：觀察很快證明，宇宙比天文學家想象的更加奇怪和更具暴力。爆炸和噴發很常見。並且，質量以數百萬或數十億個太陽計算的太陽系大小的黑洞不僅存在於類星體內部，而且存在於宇宙中每個大型星系的中心——包括我們自己的星系。
正如上個月的研討會所明確指出的那樣，巨型黑洞仍然存在許多謎團，從它們如何產生和釋放大量能量到它們如何在早期宇宙中迅速生長。研究人員現在開始從包括美國宇航局的核光譜望遠鏡陣列（NuSTAR）在內的儀器中收集重要線索，該陣列於2012年中期發射，是第一艘專門用於研究這些天體的宇宙飛船。今年，當星系中心的黑洞吞噬一塊即將過於靠近其引力陷阱的氣體雲時，天文學家將有一次難得的機會研究它進食的習慣。
現在，黑洞能量產生的基礎知識已經確立。穿過星系核心的恆星、氣體和塵埃會被黑洞的引力拉入並壓縮，當它們向內螺旋時會變得越來越熱，形成吸積盤。當過熱物質接近旋轉黑洞的事件視界時——這是一個不歸點，超過這個點，即使是光也無法逃脫——其質量的 42% 已轉化為能量。
這種能量以熱、光的形式出現，並且通常以高速粒子噴流的形式出現，這些噴流以與吸積盤垂直的相反方向發射出去。這些噴流可以延伸數千甚至數百萬秒差距。如果其中一個碰巧直接指向地球，天文學家就會將該天體視為類星體。如果噴流指向側面，天文學家就會將該天體視為具有非常明亮的“活動星系核”的星系。如果黑洞的食物供應受到某種限制，導致它吸積的物質非常少，那麼該天體實際上是不可見的。
然而，在這個總體圖景中，細節可能令人困惑。例如，從 2006 年開始，幾項天空調查開始表明，噴流從其母黑洞中噴射出來時，其能量是原始燃料所含能量的三倍，這似乎嚴重違反了能量守恆定律。
磁力增強
在上個月的會議上，加利福尼亞州斯坦福大學的物理學家羅傑·布蘭福德描述了一種基於噴流形成模擬的可能解決方案。他和他的同事們想象一個快速旋轉的黑洞，該黑洞具有很強的磁場，這些特性很難直接探測到，但在理論上是合理的。假設磁力線延伸到很遠的距離，像剛性導線一樣穿過吸積盤，並在它們旋轉時將吸積盤的氣體一同拖動。模擬表明，在適當的情況下，磁場可以將黑洞的足夠旋轉能量轉移到吸積盤中，從而為異常強大的噴流提供動力。
NuSTAR 最近首次對超大質量黑洞進行了確定性測量，揭示了它的確旋轉得非常快。這項工作的推動力來自於模擬，該模擬提出了一種透過使用從事件視界附近發出的 X 射線來測量黑洞旋轉的方法。快速旋轉的黑洞應該將物質拉得更靠近事件視界，並使其受到強烈的引力作用，這將使逃逸的 X 射線轉移到更紅、能量更低的波長。
儘管天文學家在早期 X 射線望遠鏡中看到了這種引力印跡的跡象，但他們無法排除氣體雲覆蓋吸積盤並混淆結果的可能性。但是 NuSTAR 對能量比其前輩可以測量的能量高十倍的 X 射線敏感，並且可以穿透任何此類雲。在 12 月的會議上，NuSTAR 首席科學家、加利福尼亞州帕薩迪納市加州理工學院的天文學家菲奧娜·哈里森報告說，她看到來自一個相對較近的被稱為 NGC 1365 的螺旋星系的明顯的紅移 X 射線訊號。結合歐洲航天局的 XMM-牛頓衛星在較低 X 射線能量下進行的測量結果，觀測結果表明，NGC 1365 的中心黑洞的旋轉速度幾乎達到了愛因斯坦理論允許的最大速率。如果這種能量能夠以某種方式釋放出來，它將有足夠的旋轉能量來撕裂其整個母星系。
NGC 1365 可能不是典型的。但哈里森說，隨著 NuSTAR 和未來的宇宙飛船開始測量更早時間的黑洞自旋，這些資料可能會揭示另一個難題。天文學家發現了由數十億太陽質量的黑洞提供動力的類星體，這些黑洞可以追溯到大爆炸後大約 7.5 億年，當時宇宙還不到其當前年齡的 6%。它們是如何如此快速地變大的？
哈里森解釋說，黑洞的自旋速度可能是一種形成化石的痕跡。超大質量黑洞太大了，無法像恆星質量黑洞一樣由恆星在自身引力下坍塌而形成。如果巨型黑洞是由許多較小的黑洞構建的，那麼每次合併都會將以隨機方向旋轉的黑洞聚集在一起。經過數百萬或數十億年的此類碰撞，完全成長的野獸的淨自旋將接近於零。但如果巨型黑洞是由少數中等大小的天體合併形成的，那麼增長速度可能會更快，自旋不一定相互抵消，淨旋轉可能會非常高。
NGC 1365 中黑洞的接近最大自旋表明，至少有一些超大質量黑洞是透過快速合併而形成的——儘管這仍然留下了最初的中等大小的黑洞來自哪裡的問題。
快速自旋，緩慢生長
然而，哈佛-史密森天體物理中心的艾維·洛布說，高自旋可能是早期宇宙中黑洞生長的問題。一個快速旋轉的黑洞傾向於將其吸積盤的內邊緣向內拖動，使其內落的物質必須比黑洞緩慢旋轉時描繪出更長、更慢的螺旋才能到達事件視界。這為它的質量轉化為輻射而不是增加黑洞的質量提供了更多的時間。
洛布說，強大的磁場有可能來解救。透過將黑洞的旋轉能量轉移到外盤，它們可以迅速減慢其自旋，允許更多物質向內俯衝，並幫助最早的黑洞增加質量。如果真是這樣，那麼未來的測量將表明超大質量黑洞的自旋相對適中。
但洛布最喜歡的黑洞如何快速增長的模型涉及到一些事件，在這些事件中，怪獸吞噬瞭如此密集和不透明的物質流，以至於在氣體最終猛衝之前，光子沒有足夠的時間洩漏出來。輻射被帶向內部而不是逃逸，黑洞以額外的質量吞噬其能量。
有時，強大的磁場會阻礙黑洞，而不是幫助它生長。這可能就是地球最接近的巨型黑洞人馬座 A* 所發生的情況，它位於銀河系中心，距離地球僅 8,300 秒差距。就這類天體而言，我們當地的樣本偏小，質量只有 400 萬個太陽。而且它的排放量很少。
問題是，為什麼會這樣？原因可能很簡單，銀河系中心沒有太多氣體和塵埃供黑洞吞噬。或者可能還有其他原因，科羅拉多州博爾德大學的天體物理學家米切爾·貝格爾曼說。“有許多有趣的推測認為，一些吸積流是‘磁性被捕獲’的，”他說。
例如，去年，NuSTAR 發現了一顆磁星——一顆高磁化的中子星——它位於離人馬座 A* 足夠近的軌道上，天文學家可以用它來探測黑洞的磁場。對磁星射電發射的仔細檢查表明，人馬座 A* 周圍的磁場既大又有序，這可能足以阻止黑洞的食物供應並使其處於接近飢餓的飲食狀態。
我們的黑洞偶爾會得到一些滋養。觀測者希望在今年 3 月觀察會發生什麼，當時一個被稱為 G2 的膨脹天體預計將危險地接近人馬座 A*。該天體，要麼是氣體雲，要麼是具有膨脹氣體包層的恆星，將被黑洞的引力潮汐力撕裂。如果它是氣體，那麼由此產生的煙花可能會很壯觀。但加利福尼亞大學洛杉磯分校的天文學家安德里亞·蓋茲說，如果 G2 是一顆恆星，那麼出現煙花的機會就會減少：它會更牢固地抓住氣體，並且會有更少的物質落入（參見 自然495, 296–298; 2013）。
無論如何，天文學家應該更好地瞭解當有什麼東西落入巨型黑洞時會真正發生什麼。並且他們很可能在未來幾個月內獲得預覽。在德克薩斯會議上公佈的觀測結果中，NuSTAR 表明人馬座 A* 的附近包含各種小型、恆星大小的黑洞和中子星。
“這是一個我們得到的難得的款待，”紐約市哥倫比亞大學的天體物理學家佐爾坦·海曼說，他曾幫助進行模擬，這些模擬表明 G2 的命運之旅可能會導致與其中一個小型黑洞發生碰撞。
隨著天文學家獲得新的觀測工具，人馬座 A* 將會帶來更多令人興奮的發現。在未來幾年內，位於智利北部的阿塔卡瑪大型毫米/亞毫米波陣列的全部 64 個射電天線，預計將與世界各地的其他射電望遠鏡聯合起來，形成一個地球大小的網路。這種組合有望獲得超高解析度的快照，展示黑洞如何將遠側物體的輻射彎曲成一個環繞人馬座 A* 的薄環或陰影。每個人都期望陰影的形狀符合愛因斯坦理論的預測。但如果它不符合——如果廣義相對論不能正確描述黑洞周圍的時空——這個網路可能會提供關於應該用什麼理論來取代它的關鍵線索。
“這是大方向的問題，”馬里蘭大學帕克分校的物理學家喬納森·麥金尼說。在第一次德克薩斯研討會五十年後，“每個人都想知道愛因斯坦是否正確”。