邻居家养了条鲸鱼，聊聊银河系中心黑洞和TON 618

昨晚上在阳台浇花,抬头看了眼星星，忽然想到一个事儿——我们这栋"银河公寓"的正中心，住着一个挺沉的家伙，而隔着不知道多少条街的另一个小区里，还住着个更离谱的邻居，今晚不聊别的，就给你讲讲这两位。

先认识一下你家楼下的"物业经理"

银河系是个旋涡星系,咱们太阳系住在离市中心大概6万光年的郊区，而市中心那个位置，有个东西叫人马座A*（读作"Sgr A*"，那星号是它的标志，不是脚注），它是个超大质量黑洞。

你可能会想：黑洞不是啥都吸吗？我们怎么还没被吸进去？这个问题特别像问"为什么地球没掉进太阳里"，答案很朴素：我们在绕着它转，就像地球绕着太阳转，掉不进去。

科学家们是怎么知道那儿有个黑洞的？直接看不见，但可以看周围，德国的莱因哈特·根泽尔和美国的安德烈娅·盖兹各带一队人，用了好几十年的时间盯着银河系中心那一片区域，发现一些恒星在发疯一样地跑——轨道速度达到每秒几千公里，轨道周期最短的只有十几年，把这些恒星的运动轨迹往牛顿的引力公式里一套，算出来中间那个看不见的东西质量大约是430万倍太阳质量，2020年他俩因为这个拿了诺贝尔物理学奖。

2022年更绝,事件视界望远镜（EHT）合作组给Sgr A*拍了张照片——虽然看起来像个没对上焦的甜甜圈，但那是光子被黑洞引力弯折后形成的影子，实打实的证据，那张照片花了几年时间处理数据，因为Sgr A*太小了，它的视界直径大概只有水星轨道那么大，在宇宙尺度上，这就是个袖珍货。

表格对比之前，先感受一下数字

基础数据对照

特征	人马座A*	TON 618
质量	约430万倍太阳质量	约660亿倍太阳质量
类型	超大质量黑洞	超大质量黑洞（类星体核心）
距离地球	约2.6万光年	约104亿光年
视界半径	约1200万公里（0.08 AU）	约3900亿公里（2600 AU）
宿主星系	银河系	TON 618（一个遥远星系）
活动状态	相对安静，偶尔有耀斑	极端活跃，吸积盘亮度极高
发现方式	恒星轨道动力学 + 直接成像	光学光谱（类星体红移测量）

然后聊聊那个"别人家的黑洞"

如果说Sgr A*是家门口的小池塘，那TON 618就是太平洋。

TON 618这个名字听着像工业零件编号，TON"指的是托南钦特拉星表，一个1950年代在墨西哥托南钦特拉天文台搞的巡天项目，当时天文学家在底片上发现了一个很蓝的星点，以为是个暗弱的恒星，后来到了1970年代，有人拿光谱一看，发现谱线红移得离谱，这才意识到它不是恒星，而是一个极远的类星体——一个正在疯狂吞噬物质的超大质量黑洞。

它的质量是多少呢？测量类星体黑洞质量有一套"反响映射"法，通过宽发射线区对中心辐射变化的响应时延来估算，用这种方法和其他手段交叉校准，TON 618的质量目前估算值约为660亿倍太阳质量，这个数字大到什么程度呢？所有太阳系行星加上太阳，再乘以六千六百万，不对，是六十六亿，然后你再乘十。

换个说法,Sgr A*的视界半径大概能放进水星轨道里，而TON 618的视界半径大约2600个天文单位——1个天文单位是地球到太阳的距离，2600个这样的单位，已经远远超出了太阳系的边界，比旅行者1号飞了四十多年走过的路还要长几十倍，如果把TON 618放在太阳的位置，它的视界会吞掉整个太阳系，连冥王星外面那个柯伊伯带都得被包进去大半。

不完美的比较才有意思

直接用Sgr A*和TON 618比大小，有点不公平，Sgr A*现在是个"半退休"状态的黑洞，周围物质不多，吸积盘时明时暗，像个老人在打盹，TON 618呢，我们看到的它是104亿年前的样子，那会儿宇宙年轻，星系合并频繁，大量气体往里灌，黑洞正在"长身体"的高峰期。

所以这个对比其实是现在安静的黑洞和过去活跃的黑洞之间的对比，如果穿越到几十亿年后，TON 618可能也安静了；而几十亿年前，Sgr A*说不定也像现在的TON 618一样暴烈。

大小比较：把话说清楚

不列一堆冷冰冰的数字了,就用你能摸到的感觉来说：

• Sgr A*：它的视界直径大约是水星轨道半径的不到一半，如果你能把地球缩到一粒芝麻那么大的话，Sgr A*的视界大小大概像一个标准足球。
• TON 618：同样的比例尺下，TON 618的视界大概像一座中等城市那么大，或者说，光绕着它的视界走一圈，需要的时间如果用天来算，得花好几天，绕着Sgr A*的视界走一圈，光只需要不到一分钟。

这俩家伙跟我们有什么关系

关系还真的有,而且不止一条。

第一,Sgr A*是"自己人"，它就在银河系中心，影响着整个星系的动力学，银河系中心那一带的恒星运动、气体分布、甚至是恒星形成率，都跟这个四百多万倍太阳质量的家伙脱不了干系，虽然它现在安静，但偶尔会打个嗝——叫"耀斑"，X射线突然亮一下，可能是因为吞了点小云团或小行星，天文学家天天盯着它看，等于是在观察黑洞物理学的活体标本。

第二,TON 618是个"窗口"，它离我们104亿光年远，意味着我们看到的它是宇宙只有三四亿岁时的样子，在那么早的宇宙中就能长出660亿倍太阳质量的黑洞，这对现有的黑洞形成理论是个很大的挑战，你得让它有足够的时间吃东西才行，可宇宙那会儿还没那么老，所以要么是种子黑洞特别大，要么是吃东西的速度突破了某个理论极限（所谓爱丁顿极限），要么是两者都有，研究TON 618，就是在追问：宇宙最早的那批黑洞到底怎么长这么大的？

哦对了，差点忘了个冷知识

你可能在哪儿听过"TON 618是已知最大黑洞"这种说法，这话放几年前是对的，但现在已经不是了，随着观测手段进步，天文学家又发现了像凤凰座A*中心黑洞（约1000亿太阳质量）和SDSS J140821.67+025733.2这种候选者，不过TON 618依然是所有光谱精确测量过的黑洞里排得上号的重型选手，所谓"最大"，在天文学里是个暂时的标签，今天你最大，明天换个巡天项目可能就易主了。

这本身就是科学有意思的地方——没人是终极权威，所有"之最"都是临时的。

一张表看清差距

通俗对比项	人马座A*	TON 618
跟太阳系比个头	视界塞进水星轨道内	视界等于太阳系好几倍大
脾气	安静，偶尔翻个身	狂暴，从地球看是宇宙最亮的光源之一
你能肉眼看到它吗	不能，被尘埃带遮住了	如果能穿越到它附近，你早就被辐射蒸发了
给科研的启示	近，能高清研究黑洞物理	远，但能窥探早期宇宙黑洞成长史

昨晚在阳台站到挺晚,花忘了浇，手上那份关于Sgr A*偏振光图像的论文（《天体物理学期刊》2024年3月刊的那篇，Event Horizon Telescope合作组发的）留在躺椅上被露水打湿了一个角，天空里那个方向什么也看不见，但我知道有个四百多万太阳质量的东西在那儿打盹，而更远的地方，TON 618的光还在路上跑着，跑了一百零四亿年才到达我们的望远镜里，我看到的不是它现在的样子，是它一百零四亿年前的样子。

这会儿它长多大了？没人知道，但我猜，肯定更胖了。