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1939年，爱因斯坦在《数学年刊》（Annals of Mathematics）上发表了一篇论文，认为黑洞在自然界中并不存在。25年后，Maarten Schmidt发现类星体在宇宙尺度上是很强的光源。而到了20世纪60年代中期，东方的Yakov Zel'dovich和西方的Ed Salpeter将这些神秘的点状源解释为超大质量黑洞，其自身所在星系中的气体物质像漩涡一样流向黑洞，并以此维持黑洞的存在。随着气体物质在围绕黑洞的最内层稳定圆形轨道（innermost stable circular orbit，ISCO）上达到零点几光速，它将因为湍流黏度而通过自身摩擦升温。
因此，这些气体物质的吸积盘会产生亮光，辐射其静止质量的十分之一，并且该亮度的数量级将超过宿主星系中恒星的亮度总和。高能量供给率使得类星体就算到可见宇宙的边缘也总是可见的。数十年后，天文学家发现几乎每一个星系中心都有一个超大质量黑洞。大部分时间里这些黑洞都处于供给不足的状态，但会间歇性爆发，每次爆发只持续数千万年。一旦能量摄取过多，类星体就会像个孩子一样把食物扔下桌去。
去年诺贝尔物理学奖被授予Andrea Ghez和Reinhard Genzel，以表彰他们发现了在银河系中心潜伏着一个目前很安静的黑洞的决定性证据。这个庞然巨物重达400万个太阳，目前正在休眠，其光热由微弱的无线电波源人马座A*（缩写为SgrA*）提供。如果由类星体供给能量，那么它发出的光将强10亿倍。
目前SgrA*比较暗淡，但我们有证据表明过去它曾经历过爆发。这并不令人惊讶，因为接近星系中心的气体云或进入SgrA *10倍视界（约等于地日距离）之内的恒星会因那里的强引力潮而变得面目全非，变成触发类似类星体耀斑的气流。
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SgrA*近期曾处于巨量气体供能阶段的确凿证据是，SgrA *周围的年轻恒星在优势面上运动。这意味着这些恒星是由平面气体盘形成的，就像太阳系平面上的行星或银河系星盘上的恒星那样。由于SgrA*周围的恒星年龄小于银河系年龄的1%，气体云破裂引起的主要吸积过程必然在SgrA *周围发生了至少100次。这一结论基于哥白尼原则，与当下的时间无关。的确，可以观察到一对被称为费米气泡的巨大热气体团从银河系中心沿着银河系的旋转轴辐射出来，这表明最近有一次围绕SgrA*的吸积过程为其提供能量。理论计算表明除了大质量气体云的破裂，个别恒星也散布在黑洞附近，并且每万年经历一次潮汐破裂。其产生的残骸供给了大量能量，可能导致SgrA*产生极其明亮的耀斑。这种恒星的引力潮汐撕裂事件也确实能在其他星系中观察到，且有相同的预测频率。
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SgrA*所产生的耀斑对地球上的生命会有影响吗？原则上说有影响，因为这些耀斑带有破坏性的X射线和紫外线辐射。2018年，与我曾经的博士后John Forbes合作的研究表明，如果太阳系与银河系中心的距离只有现在的十分之一，那么在这种耀斑中产生的紫外线辐射可以蒸发火星或者地球的大气层。但就算距离远一些，紫外线辐射也可以抑制复杂生命的成长，产生类似于不停踩草坪进而抑制草生长的作用。
在太阳系目前的位置上，地球生命不受来自SgrA*紫外线的威胁。但是最近的研究指出，与现在相比，初生的太阳可能距离银河系中心近得多，太阳通过之后的引力冲击迁移到了目前的位置。由于之前在更近的距离上遭受了来自SgrA*的紫外线闪烁，这可能在地球早期的演化过程中让复杂生命受到了伤害。这或许可以解释为何地球大气的氧气含量直到20亿年后才升到了目前的高水平，也许那就是在地球与SgrA*距离足够远的时候。与Manasvi Lingam合作，我正在研究地球生命与太阳远离银河系中心之间的可能联系。
传统上，太阳被视为影响地球上生命的唯一天文光源。但黑洞SgrA*可能也在地球生命的形成过程中扮演了重要角色。这种令人惊讶的发现就像认识到一个陌生人可能在你出生前就已经影响了你的家庭史。如果SgrA*与地球生命之间的联系能够被建立起来，那么超大质量黑洞研究或许会产生第二个诺贝尔奖。
撰文：Avi Loeb
翻译：常灏杰
审校：曾小欢
引进来源：科学美国人
本文来自：中国数字科技馆
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