黑洞星：不該存在的宇宙巨獸

什麼是黑洞星？

黑洞星是一種想像中極端巨大的恆星，其質量可能達到一千萬個太陽，且主要由氫組成。表面之下的核心早已塌縮成一個小型黑洞，這顆黑洞像寄生蟲般在內部猛吃周圍物質，使整顆恆星既巨大又怪異。為了理解它的驚人之處，可以把它和我們熟悉的例子比較：從太陽、飛馬座LL、到目前已知最大恆星，再到黑洞星，規模差別是難以想像的；黑洞星的直徑可能比太陽寬八十萬倍，比已知最大恆星還大三百多倍。

一般恆星成長的基本原理

恆星由氣體雲塌縮形成。雲裡物質集中成密點，引力把氣體拉向中心，溫度和壓力升高，最終點燃核聚變，恆星誕生。但成長有上限：核聚變產生的輻射會向外推，像風把周圍氣體吹走，阻止恆星繼續吸收更多質量。這是引力和輻射壓之間的拉鋸，決定了普通恆星能長多大。

早期宇宙為何能孕育超巨恆星？

黑洞星只能在早期宇宙出現。大爆炸後不久，宇宙更密集、更熱，暗物質形成龐大的「暗物質暈」，這些暈能吸引並聚集大量氫氣，形成質量可達上億個太陽的巨型氣雲。當一顆恆星在這樣的環境誕生時，即使它產生強大輻射，周圍仍殘留海量氣體繼續落上來，讓恆星不停地吞噬，最終累積到難以想像的質量，可能到達一千萬太陽質量。

核心塌縮與「寄生」黑洞的形成

當中心的壓力與溫度超過極限，核心會突然塌縮成為黑洞。通常這會造成超新星爆炸，摧毀或吹散外層，結束恆星生命；但在黑洞星的情況下，外層質量實在太多，爆炸無法把整顆星撕掉，星體倖存下來，核心卻成了黑洞。這個黑洞一開始只有十幾到數十公里寬，但它位居一個大小可比太陽系的巨星中心。

黑洞如何在巨星內高速成長？

黑洞周圍會形成吸積盤，物質不是直接掉進去，而是繞圈摩擦、碰撞，產生極高溫和強烈輻射，通常會把進食的速度限制住，這就是為何一般黑洞不會迅速長大。但黑洞星不同：外層巨大的重力和壓力把大量物質直接推向黑洞，抵消了吸積盤輻射的吹散作用。可以想像成主人把一桌滿滿的食物擺在寄生蟲面前，原本寄生蟲一次只能吃一小口，但桌上食物源源不絕，黑洞因此飽餐，迅速長大。隨著黑洞質量增加，它吸食速度更快，釋放的能量也更多，使恆星膨脹、變得更不穩定，最終在幾百萬年內被內部從裡到外吞噬。

最終命運與為何重要

在末期，黑洞可能長到數千到十萬太陽質量，甚至將恆星撕裂，留下巨大的黑洞碎片。這對現代宇宙學非常關鍵：我們在遙遠星系中心觀察到的超大質量黑洞（質量達十萬到十億個太陽）在宇宙早期就已存在，按一般成長速度太難解釋。黑洞星提供了一個捷徑：早期誕生的這類巨星內核若形成數千至數萬太陽質量的黑洞，就能成為超大質量黑洞的種子，快速生長成我們今天看到的龐然大物。