1916年，德国天文学家史瓦西通过爱因斯坦的引力场方程，计算出了一个真空解。这个解如此离奇，以至于未来一百年的时间，人类都在为这个解而着迷。
这个解，就是黑洞。
黑洞的分类
我们已知道，黑洞拥有着绝对的引力。任何进入视界范围的物质，都永远不可能再离开黑洞。无论吸收多少物质，黑洞都能把它们完全压缩到一个一维的点内，这个点就是奇点。也就是说，无论吸收多少物质，黑洞的奇点不会变，只有视界范围会改变。因此，用直径来形容黑洞，无法探究到它的本质。唯有质量，才能从根本上描述黑洞。
可就是在利用质量来描述黑洞时，科学家发现了问题。
通常来说，我们大家都认为黑洞来自于大质量恒星的死亡。在发生超新星爆发后，内核坍缩，变成了黑洞。这种黑洞，我们叫做恒星级黑洞。
目前我们发现的最大质量恒星是R136a1，质量大约是太阳的256 ~ 315倍之间。而它的内核，也只占了一部分。因此，按照恒星死亡产生黑洞的理论来说，其质量超过太阳3倍是没问题的（这是黑洞的质量下限），不过最大也只有太阳质量的几十倍。
可是，当我们把望远镜对准宇宙的时候，却发现了奇怪的现象。恒星级黑洞确实存在，符合了理论。但是宇宙中还有大量的超大质量黑洞。它们的质量动辄是太阳的几百万倍，甚至最大的已经有太阳质量的660亿倍！
黑洞缺失的一环
更诡异的是，在恒星级黑洞和超大质量黑洞之间，竟然有一个巨大的断档，就像进化论缺失的一环。我们发现了大量的恒星级黑洞，也记录了许多超大质量黑洞，但是却几乎从未发现过质量在太阳100倍到100万倍之间的黑洞！
我经常用下面这个比喻来形容这件事的诡异之处：这就类似于你走在大街上，发现街上要么是体重不到100斤的人，其余的全都是300斤以上的大胖子，完全找不到100-300斤之间的人。
见了鬼了。
你说，300斤的胖子是哪来的呢？总不能duang一下就出来吧？按照我们的理解，他们总该是从100斤养到300斤的。怎么，一顿饭吃200斤，瞬间养成？显然不可能。所以，只要是养起来的，那总该有个过渡期啊。
同样的道理，超大质量黑洞到底是怎么来的呢？它们到底是不是恒星级黑洞成长起来的呢？如果是，那二者之间的中等质量黑洞去哪了呢？有人说，超大质量黑洞可能不是恒星级黑洞长成的。可是，这也不能说明中等质量黑洞不存在的原因，因为这不妨碍恒星级黑洞的继续成长。只要继续成长，总有一天会变成中等质量黑洞。
因此，找这些“200斤的胖子”，就成了科学家们的重点工作之一。他们把望远镜对准了宇宙，在茫茫宇宙中，像大海捞针一样，寻找中等质量黑洞。
中等质量黑洞发现史
2006年，研究人员在观测宇宙时，发现了一个诡异的X射线源——3XMM J215022.4-055108。这个X射线源的能量太高，超出了普通黑洞的能力，所以显然不是恒星级黑洞。而从位置上看，它们又并不是像通常的超大质量黑洞一样处于星系的核心。
对于这个发现，科学家非常兴奋，他们都以为这有很大的可能性是人们一直在寻找的目标——传说中的中等质量黑洞。于是，他们把最先进的望远镜对准了它。
一个不行，就两个一起找，两个不够，就三个一起上。
于是就有了世界上最牛的三台望远镜的强强联合，构成了人类太空望远镜的“三叉戟”。这三台望远镜分别是著名的哈勃太空望远镜、钱德拉X射线望远镜，以及XMM-牛顿卫星。很多人不太了解最后一个望远镜，前不久我们刚刚发布过XMM-牛顿卫星拍摄到黑洞IRAS 13224–3809的动图，也就是下面这张：
那么，三台望远镜是怎么合作的呢？
太空“三叉戟”
首先，科学家利用哈勃太空望远镜精确定位了它的位置，确定了它并不是位于银河系内，而是在一个遥远河外星系的恒星团内——这正是科学家认为中等质量黑洞最有可能出现的地方。
接下来的工作，就要交给钱德拉和XMM-牛顿了。为什么呢？我们说过，哈勃太空望远镜的最大短板，就是只能观测可见，而黑洞可以吸收掉附近的一切可见光，所以至此，就不是哈勃的工作了。而物质在被黑洞吞噬的时候，会释放出X射线。正所谓卤水点豆腐，一物降一物，钱德拉和XMM-牛顿都是X射线望远镜，通过捕获这些X射线，就可以对它进行深入研究。
巧的是，它的周围恰好又有一颗恒星，成为了它新的猎物。恒星的物质在它强大的引力下，像瀑布的落水一样落入黑洞的视界范围内，释放出强大的X射线。就像利用落水的抛物线可以计算重力等数据一样，恒星物质落入黑洞的数据让科学家可以很好地推测黑洞的质量。
结果显示，3XMM J215022.4-055108 的质量大约是太阳的50000倍——一颗完美的中等质量黑洞！黑洞缺失的一环，终于被填上了！
其他中等质量黑洞
实际上，这并不是人类发现的第一个中等质量黑洞。
早在2003年的时候，XMM-牛顿卫星就发现了一个X射线源——NGC 1313 X-1。当时科学家推测，它是一个质量为太阳质量5000±1000倍的中等质量黑洞。不过，直到现在，他们还没确定它的真实身份。
2009年，研究人员在约2.9亿光年以外的ESO 243-49星系边缘附近观测到了另一个X射线源——HLX-1。同样的，科学家也推测它是一颗中等质量黑洞，质量在太阳的500-20000倍之间。
不过，相对比较可靠的中等质量黑洞的发现，是去年年初的时候。
日本国立天文台的天文学家竹川俊也在银河系的中心，发现了极有很大的可能是中等质量黑洞的天体。这是一团诡异的气体云，距离银河系中心的超大质量黑洞——人马座A*仅有20光年。这团气体云的运动方式非常诡异，像是在围绕什么在运动。根据它的运动规律，可以推测其围绕的天体质量超过太阳的30000倍。这么小的范围内有这么大的质量，恐怕也只有黑洞能够做到，如果这个推测不错，那它的质量显然就是中等质量黑洞。
未来的研究
而我们今天说的这一次，可靠性远超过前面三次，基本可以确定它的身份。
负责这次研究的科学家——美国新罕布什尔大学的林大成(Dacheng Lin，音译)表示，以往推测黑洞的质量，都是通过黑洞的光度来粗略估算，所以误差可能会比较大——可以看到，前两次对质量的推测，误差范围大得一逼。而这一次的方法相对来说还是比较直接，因此数据也更精确一些。
更重要的是，这次发现为科学家打开了一扇大门，让本来难以寻找的中等质量黑洞更容易被发现。只有发现得更多，我们才能对它有更多的了解，才能更好地了解黑洞的演化。
毕竟，即使中等质量黑洞已经被发现，我们仍然没有完全确定超大质量黑洞是怎么形成的。它们到底是通过恒星级黑洞成长而来的，还是有独特的出生方式，仍然悬而未决。
就像先贤说的一样，知识越丰富，不会让我们感觉自己越睿智，反而会让我们越感到自己的无知。随着黑洞的秘密慢慢的变多被发现，几乎可以确定慢慢的变多的新的谜题会呈现在我们面前。人类对于黑洞探索的终点到底在哪，谁也不知道……
茫茫人海，相遇不易，如果你对科学感兴趣，请关注我，我们不要走散，好吗？
