X射线双星

大多数恒星成对出现，而有时一对中的一颗先死去、成为一具致密的遗骸——中子星或黑洞——另一颗则继续作为普通恒星活着。若它们绕得足够近，那颗死星便会开始从活着的伴星身上偷取气体。当那气体盘旋着落向那个微小却引力极强的遗骸时，它被加热到数百万度，在X射线波段炽烈发光。这样的系统就是X射线双星：天空中最亮的X射线源之一，也是我们寻找并称量黑洞与中子星的最佳途径之一。

其物理就是吸积的实际运作。从伴星拉来的气体在致密天体周围形成一个吸积盘；摩擦把盘的内缘加热到一个程度，使它发出的不是可见光，而是高能X射线。X射线光的多少揭示着物质内落的速度，而通过观看两颗星彼此绕转——借由它们光线的多普勒频移测量它们如何相互拉扯——天文学家便能称量那看不见的致密天体。若称出的质量重于中子星的质量上限（约二点三个太阳质量），它就必定是一个黑洞。

X射线双星正是最早一批恒星级黑洞被辨认出来的方式。一九七〇年代发现的天鹅座X-1，藏着一个约二十一个太阳质量、绕着一颗蓝超巨星公转的看不见的天体——重得远不可能是中子星，于是它成了最早被广泛接受的黑洞之一。这类系统有两种：施主是大质量年轻恒星的「大质量」X射线双星，以及施主是又小又老的恒星的「小质量」X射线双星；后者正是再生毫秒脉冲星诞生之处。一个提醒：X射线并非来自黑洞内部，而是来自它外侧的炽热气体。