单纯地进行这种观测,并不是一个发现黑洞的可行方案。要知道,在银河系中有亿万颗恒星,我们根本无法对每一颗恒星都考察一下它是否存在一个黑洞伙伴。

但幸运的是(至少对我们观测者而言),黑洞并不是个好伙伴。它们经常会吞噬附近的恒星,将它们的外层剥离并形成气体漩涡,再呈螺旋状进入黑洞。这些气体在最后下沉的过程中越转越快,可能被加热到几百万度的高温,并在永远地消失在黑洞边缘之前猛烈地释放出X射线。通过搜索大量释放X射线的光源,天文学家可以彻查银河系中每一个可能存在黑洞的角落。

事实上,寻找恒星级黑洞的标准化操作流程,基本上就是人们发现第一个黑洞时所使用的方法。天文学家通过筛查银河系中X射线光源的目录,挑出那些附近有可见恒星出没的候选者。随后,我们将这颗恒星的一切行动置于严密的监视之下,并试图从中找到黑暗伙伴的影子。一旦发现了一些蛛丝马迹,我们就可以从可见恒星的轨道推断出黑暗伙伴的质量,并由此确定它是否就是黑洞。如果黑暗同伴的质量超过三倍太阳质量,那么它很有可能就是黑洞。5

第一个被发现的黑洞是天鹅座X-1(Cygnus X-1)。它也是我们在天鹅座(the constellation Cygnus the Swan)发现的第一个X射线源的名字。1974年,当人们刚发现天鹅座X-1不久,斯蒂芬·霍金曾经打赌说科学家们不可能在其中发现黑洞;而基普·索恩(Kip Thorne),世界上最优秀的黑洞研究专家之一,则把他的筹码放在另一边,赌黑洞一定会在天鹅座X-1附近出现。1990年,霍金终于支付了他16年前的赌注,并签字认输。尽管当时索恩声称他仅有95%的把握肯定黑洞的存在,但仍然毫不客气地从霍金那里接受了他的赢资(订阅了一份杂志)。

天鹅座X-1就此登上了恒星级黑洞目录的榜首。这份不断增加的目录现在已经包含了大约20个黑洞(另有20多个候选者等待进一步的确认),而这些黑洞的发现都依赖于为它们提供气体的恒星伙伴。考虑到每十年三个黑洞的发现速度,显然这并不是一项容易的工作。而搜寻那些没有恒星伙伴的黑洞似乎更是不可能完成的任务。