作者： 撰文□沙尔夫（Caleb Scharf） 翻译□李沃龙 | 科学人杂志 □ 2012年8月29日
下午1:19.
位於银河系中心那只吞噬万物的野兽，或许能用来解释地球之所以存在并适宜生命的原因
重点提要
◎黑洞（例如潜藏在我们星系中心那个400万太阳质量的东西）并不只是单纯的消费者而
已，当它们吞食周遭物质时，也会辐射出巨大的能量。
◎黑洞的摄食习性对於星系的影响令人惊讶。过多或过少的黑洞活动，可能会大幅减少星
系中适合生命存活的环境。
◎银河系有个适度活动的黑洞，使星系内恒星族群数量保持稳定，可说是最适合生命存在
的星系。
◎黑洞与生命之间的关联很复杂，但银河系中心的黑洞似乎已为我们此时此地的生存，做
出了极大的贡献。
我们生存在宇宙这一方微小角落的时间是非常短暂的，大自然完全无视於我们的需求，在
广阔无垠的时空尺度上挥□其伟大的作为。或许我们唯一能寥以慰藉的，就是我们拥有对
於居住地点提出质疑并寻求答案的无穷能力。我们存在的独特环境，如何与统筹了众多恒
星、星系与黑洞的雄伟宇宙蓝图紧密连结，就是我们现在要问的问题之一。
有许多宇宙现象能影响生命的存在，但有些会比其他的重要一点，拥有独特本质的黑洞就
是其中之一，宇宙中没有其他物体能比它更有效率地将物质转变成能量；也只有它能像个
极巨大的旋转电池般，将物质以近乎光速弹射到数万光年之外。黑洞诱捕周遭物质的能力
同样无与伦比□□它们是宇宙里最强大的终极食客，就像个大胃王似的，它们通常不会细
嚼慢□，而是狼吞虎□地吞食物质。
坠入黑洞的物质并不会默不作声。在接近事件视界时，它们会以极高的速度运动，若黑洞
正在旋转，它们更会在其周边跟著超高速旋转。一旦物质遭遇并撞击挡在路径上的任何东
西，所释放出来的巨大动能就可以转化为原子与次原子粒子的运动，以及电磁辐射。由於
这些粒子和光子在到达事件视界前便已产生，它们可以挣脱黑洞的控制，汹涌地奔回宇宙
。浴缸里嘈杂的排水过程可用来粗略比拟这个现象，当液体坠入排水管时，水会猛烈撞击
空气分子，使得某些旋转动能转化成声波。由於声波速度比水快，它们可逃离排水孔。在
巨型黑洞的状况里，这种事件驱赶出的能量会对周遭的星系造成广泛的效应。
当天文学家谈到物质被□进超大质量黑洞的现象时，他们会说那是个「负载循环」，就像
洗衣机的洗衣过程一样，出现断断续续的晃动。黑洞负载循环的速率，代表了它吞食物质
和静止状态之间往复变动的频率。位在银河系中心的超大质量黑洞目前虽然处於静止状态
，但它也会不时启动。天文学家推估银河系中心黑洞的负载循环，恰好与星系的整体特质
息息相关。它也对太阳系为何能够支持生命的存在，提供了引人入胜的线索。
活跃於绿谷中
令人诧异的是，天文研究的结果指出巨型黑洞的负载循环与宿主星系多样的恒星相关。将
物质抛入黑洞，启动其负载循环的动力学程序，也同时影响了居住在星系中的恒星种类；
於负载循环高峰期时自闪耀黑洞倾泻而出的能量，也使得这些恒星的组成更加丰富。这些
组成是关於星系系统本质极其重要的线索。星系里的恒星一般分为红色、黄色或蓝色；蓝
色的恒星通常质量最大，因此，它们也是最短命的恒星，其核子燃料会在短短的几百万年
内燃烧殆尽。如果你在夜空中观测到蓝色恒星，代表你正在观察年轻的恒星系统，与持续
进行中的恒星生命徵象。
天文学家发现，如果把同一星系发出的星光加总起来，整体的颜色不是偏红，就是偏蓝。
红星系通常是椭圆星系，而蓝星系往往是螺旋星系，处於此两色群之间的则被认定为过渡
时期的系统，可能因为其中年轻的蓝色恒星相继死去，而且没有继起的恒星取代，所以正
朝向偏红的路途演进。依据色彩混合的逻辑，天文学家称此中间时期为「绿谷」。
在过去的10亿年里，最大的绿谷螺旋星系具有最高的黑洞负载循环，它们是当今宇宙中最
规律成长并不断嘎嘎作响的巨型黑洞之家。一个这种星系里的恒星总共含有1000亿太阳质
量，并且如果你注视这种星系，比起其他种类的螺旋星系，你更有机会看见进食中黑洞的
徵兆。每10个这种星系，就有一个星系包含了正在消耗物质的活跃黑洞，就宇宙而言，它
们正不断开启、关闭。
星系处於绿谷中的状态，与中心黑洞活动的物理连结，仍是个谜。这是个过渡时期，多数
星系不是偏红就是偏蓝。绿谷中的系统正在经历变动期，它甚至可能关闭恒星形成的管道
。我们知道处在别种环境下的超大质量黑洞，例如在星系团里及在年轻的大型星系中，也
会出现这样的效应。那有可能是因为它们的活动正在「绿化」星系，而导致星系转型的同
样机制也可能会把物质□进黑洞。
我们研究其他邻近的星系时，确实发现了喷出最多能量的黑洞，会影响宿主星系广达数千
光年的证据。在某些情形下，物质被□入黑洞所引发的猛烈紫外光与X光辐射，会向外推
挤气体形成热气，这些热气扫过星系的恒星形成区域时，就像炎热天气的锋面笼罩整个乡
野一样。这对於恒星与元素的产生，究竟有什麽具体冲击，目前仍不清楚，但它确实是一
股强大的力量。
相同地，触发这类狂暴输出的诱因，会对这些系统有更深远的影响。例如，被更大星系的
重力位能阱所捕获的矮星系，在向内坠落时会激扬物质，并将这些物质注入黑洞。这就像
煽动将灭之火的馀烬，以重新点亮它一样，坠落的矮星系之重力与压力效应，会降低或刺
激较大系统的其他区域里的恒星形成。这些现象有助於解释为何超大质量黑洞的活动，与
其周遭恒星的年龄（以致於颜色）大致相关。