众所周知,黑洞正是因为不发光而得以“黑”的。黑洞的逃逸速度大于光速,因而事件视界内的辐射无法逃脱。因此照片中央出现了黑色的阴影,倘若我们真的能看见黑洞,就会是那个阴影的样子。
黑洞附近的关系可能从三四个方向过来,当然取决于你怎么数了。
一开始,径直落入黑洞的物质受到黑洞巨大引力的撕扯与肆虐,咯黑洞越近,这种效果越明显,物质会变得极度炽热并在所有波段的光谱中发出辐射。为了逃脱黑洞的引力井,辐射会发生引力红移,高频辐射的频率就会变低。
没有多少物质直接落入黑洞,大多数物质都斜着错过去,并进入围绕黑洞的轨道,形成吸积盘:
积累了足够多的物质后,摩擦愈演愈烈,气体与尘埃被加热而开始发光。摩擦同时减慢了物质的运动速度,使它们落入黑洞,并变得更加灼热与明亮。这就是黑洞发光(准确的说,是黑洞周围的一圈结构)的另一个原因。
另一些物质本应落入黑洞,但是它不仅错过了黑洞,而且速度太快,无法维持轨道或者被黑洞吞噬,就会这样:
物质受到重力场作用而不断加速,被加热后,物质在事件视界之上呼啸而过,并沿着黑洞的自转轴喷薄而出,形成天文物理学上所说的喷射流。喷射流实际上是速度飞快的等离子体,可以发出包括x射线,伽马射线在内的各种辐射。
并不是所有的黑洞都同时具备以上特征;这取决于靠近黑洞的物质有多少,以及物质的运行速度。以黑洞作为伴星的双星系统中,黑洞可以不断吞噬伴星,并具备上述的一切特征。四处游荡的独立黑洞可能拥有稀薄缥缈的吸积盘,几乎不发出辐射,只有当一小坨物质落入的时候才会发光。
看见来自黑洞的光最后一种方法是引力透镜,当然不是特别重要。
光会受到引力影响,黑洞不仅会阻止光线从它表面逃脱,也会扭曲遥远天体发出的光线。
在以上情况中,一个恒星构成的星团扭曲了遥远星系发出的光,从地球上观察,就是这个样子: