均不为零

轴对称的旋转的带电

的黑洞、最复杂的黑洞

在这里要强调一点，各种黑洞都不可能具有磁极方向与

自转轴方向不同的磁场。前面介绍的中子星的那种斜向磁场

（图

9-1）结构，在黑洞中是不可能存在的。

·101·

临界质量

临界质量

根据广义相对论等一般理论，可以求出，这个临界质量约

是

3.2个太阳的质量。

总结一下有关的结果：

1．质量小于

3.2太阳质量的星体，将形成中子星等，它可

以具有斜向的磁场。

2，质量大于

3.2太阳质量的星体，将形成黑洞，它不可能

具有斜向的磁场。

这就是有关坍缩结局的最主要理论结论。

如何检验这些预言呢？

X­射­线双星

首先要谈一下黑洞的观测。黑洞本身是不能发出光来的，

但是，当外界物质落到黑洞周围时，由于受非常强的引力场的

作用，这些物质有可能发生很强的光，它的波长应当在

X­射­线

波段，甚至在

γ­射­线波段。

当然，孤立在天空中的黑洞，很少有外界物质落到黑洞中

去，很难观测它们。但是，天体中有许多双星，它们是由两颗

·102·

星组成的体系，相互围绕着旋转。这种体系在一定的演化阶

段时，要发生强的物质交流，即一颗星的物质要落到另一颗星

上去（图

9-4）。这样，如果另一颗星是黑洞，我们就有可能看

到它。因为这种体系应该是一个发­射­

X­射­线的双星体系。

图

9-4 X­射­线密近双星

（A）一个恒星的物质充满了临界面

（B）由恒星风引起的物质交流

七十年代以来，利用人造卫星或者火箭的大气外观测，发

现了一批

X­射­线双星。按照

X­射­线强度变化的特点，可以分

成两大类。

1. X­射­线强度有脉冲式的变化，脉冲周期非常稳定（图

·103·

9-5）。

9-5）。

图

9-5武仙座

X-1的

X­射­线强度变化

2. X­射­线强度有爆发式变化。它由许多不规则的强度

变化构成，没有任何周期­性­（图

9-6）。

图

9-6天鹤座

X-1的

X­射­线强度变化

由­射­电脉冲星的经验我们知道，脉冲式结构是由具有斜

磁场的中子星的发­射­引起的。黑洞不可能产生有稳定周期的

脉冲式强度变化。因为它不可能有斜向磁场。

这样，我们就有了一种可以检验上述理论预言的观测方

法。因为，上述理论相当于说：

1. 具有脉冲式结构的

X­射­线源，其质量应当小于

3.2个

太阳质量。

2. 质量大于

3.2个太阳质量的

X­射­线源不可能有脉冲

式的强度变化。

·104·

这两条是可以通过观测来检验的，目前的观测结果列在

下面表里

X­射­线双星名称

X­射­线源的质量

（以太阳质量为单位）

类型

半人马座

X-3

武仙座

X-1

天鹅座

X-1

圆规座

X-1

0.7±0.14

1.3±0.21

>1

~>4

周期型

周期型

爆发型

爆发型

由此可见，理论预言与观测结果很好地符合。强引力场

物理的第二个预言，可以说也比较成功地通过了观测检验的

关。

·105·

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