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【运行两周年，#中国天眼大成果登《自然》封面#】1月6日凌晨，《自然》杂志以封面文章形式发表了“中国天眼”（FAST）的最新成果。
在该成果中，中国科学院国家天文台研究员李菂等领导的国际合作团队，通过FAST平台，采用原创的中性氢窄线自吸收方法，首次获得原恒星核包层中的高置信度的塞曼效应测量结果。研究发现，星际介质具有连贯性的磁场结构，异于标准模型预测，为解决恒星形成三大经典问题之一的“磁通量问题”提供了重要的观测证据。#中国天眼重磅成果发布##中国天眼考虑1%观测时间对中小学生开放#
记者了解到，这是FAST产出的系列重大成果之一。自2020年1月11日通过国家验收至今，FAST已运行近两周年，基于超高灵敏度的明显优势，它已成为中低频射电天文领域的观天利器。
相关论文链接：
https://t.cn/A6JAu1Px
https://t.cn/A6MNMGUc
https://t.cn/A6JAu1PJ
https://t.cn/A6JAu1Pi
△ 又一重磅，挑战恒星磁场的标准模型
磁场在恒星、行星和生命的产生中发挥着重要作用，过程复杂。“磁通量问题”是恒星形成中经典三大难题之一，分子云的星际磁场强度测量是全球天文界的共性挑战。
恒星诞生于分子云中，分子云中的致密区域发生塌缩，最终形成恒星。恒星磁场的标准模型认为，在恒星形成的过程中，磁场和重力是相互抗衡的力量，在分子云密度高的地方，重力越大，磁场也越强。按照这一模型，一颗恒星的形成过程中，重力和磁场不断拉扯，以至于恒星的形成需要上千万年。
但是，要测量分子云的星际磁场强度并不是件容易的事。目前，可用于测量磁场强度的唯一手段就是“塞曼效应”。1896年，荷兰物理学家塞曼发现，把产生光谱的光源置于足够强的磁场中，磁场作用于发光体使光谱发生变化，一条谱线即会分裂成几条偏振化的谱线。根据光谱的变化，科学家就可以反推出磁场的强度。
但是，要探测分子云的塞曼效应却难度很大。“分子和磁场的作用普遍非常弱，塞曼效应也非常弱。”李菂说。
为了更好地测量出星际磁场，李菂团队另辟蹊径，原创出一种通过测量氢原子的谱线来测量星际磁场的方法——“中性氢窄线自吸收方法”。“原子对磁场的响应会比分子强，氢原子是宇宙中丰度最高的元素，广泛存在于宇宙的不同时期，也是不同尺度物质分布的最佳示踪物之一。”李菂说。
FAST为李菂等人提出的新方法创造了应用的机会。“FAST望远镜是探测暗弱中性氢源的利器。”李菂说。
通过FAST望远镜，他们测量了L1544 分子云包层的磁场强度，首次实现了原创的中性氢窄线自吸收方法塞曼效应的探测，也实现了利用原子辐射手段来探测分子云磁场的从0到1的突破。
研究人员发现，与标准模型的预测结果不同，星际介质从恒星外围的冷中性气体，到原恒星核，具有基本一致的、连贯性的磁场结构。“由此，我们将恒星形成的时间从上千万年减少到百万年。”李菂说。
这一研究成果引起了国际学者的关注。未参与此项研究的美国伊利诺伊大学教授理查德·克鲁切尔（Richard Crutcher）评价：“通过观测中性氢窄自吸收线的塞曼效应，FAST首次揭示了在恒星形成的早期阶段，磁压不足以阻止引力收缩，这与恒星形成的标准理论不一致。这一发现对于理解恒星形成的天体物理过程至关重要，并显示了 FAST 在解决重大天体物理问题方面的潜力。”
△ 运行两年，FAST产出一系列大成果
从2020年1月11日通过国家验收至今，两年来，来自FAST的好消息频传。仅2021年，FAST就产出了不少重要成果。
2021年10月14日，《自然》杂志发表了FAST获得迄今最大快速射电暴爆发事件样本的成果。快速射电暴（FRB）是宇宙中最明亮射电爆发现象，由于起源未知，它成为天文学研究的热点。国家天文台科研人员领导的国际合作团队，利用FAST对快速射电暴FRB121102进行观测，在约50天内探测到1652次爆发事件，获得迄今最大的快速射电暴爆发事件样本，超过此前本领域所有文章发表的爆发事件总量，这一成果还首次揭示出快速射电暴爆发率的完整能谱及其双峰结构。
“FAST多科学目标巡天已经发现至少6例新快速射电暴，正在为揭示这一宇宙中神秘现象的机制、推进这一天文学全新的领域做出独特的贡献。”国家天文台副研究员王培说。
2021年5月，国内学术期刊《天文和天体物理学研究》发表了FAST持续发现毫秒脉冲星的成果。发现脉冲星是国际大型射电望远镜观测的主要科学目标之一，国家天文台研究员韩金林领导的FAST重大优先项目“银道面脉冲星快照巡天”在不到两年时间，累计观测了约620个机时，完成了计划搜寻天区的8%。澳大利亚科学院院士曼彻斯特（Manchester）教授评价“发现这么多脉冲星令人印象深刻”，“发现如此众多毫秒脉冲星，是一个显著的成就”。
“截至目前，该项目新发现279颗脉冲星，其中65个为毫秒脉冲星，在双星系统中的有22颗。”韩金林说。
2021年12月，国内学术期刊《中国科学》以封面及编辑点评文章形式发表了FAST开展多波段合作观测的成果。在这项成果中，国家天文台科研人员领导的国际合作团队，将FAST与高能波段的重要空间天文设施——费米伽马射线天文台大视场望远镜（Fermi-LAT）相结合，进行天地一体化协同和后随观测，发现了多颗脉冲星，多波段合作观测不仅开启了FAST脉冲星搜索新方向，而且打开了研究脉冲星电磁辐射机制的新途径，为研究中子星星族演化和探测引力波提供了更多样本。
△ 面向未来，观天利器正摩拳擦掌
FAST频繁产出大成果，与其运行效率和观测质量密不可分。“一年来，中科院深入贯彻落实总书记重要指示精神，全力做好FAST的开放运行和科学研究工作，在第一时间就成立了FAST科学委员会、时间分配委员会、用户委员会，统筹规划科技方向，遴选重大项目，制定数据开放的政策，充分发挥FAST的科技效果，促进重大科技成果产出。”中科院副院长、党组成员周琪院士说。
在体制机制的保障下，2021年，FAST的年观测时长超过5300小时，已远超国际同行预期的工作效率，为FAST科学产出起到重要支撑作用。
“2021年，FAST一半的机时用于优先和重大科学项目，45%的时间用于自由申请的项目，包括10%的时间用于国际开放项目，5%的时间用于应急观测。”中科院院士、国家天文台研究员武向平说，“FAST正在考虑面向全国中小学生开放1%的观测时间，目前相关申请、遴选方法仍在讨论之中。”
他介绍，FAST的优先科学目标包括研究快速射电暴的物理机制、搜寻脉冲星、利用脉冲星测时阵列探测引力波、通过21厘米中性氢辐射探测星系和宇宙大尺度结构，此外，FAST的另一使命是寻找地外文明，包括寻找第二地球、截获外星人通讯以及寻找生命分子。
2021年3月31日，FAST正式向全球开放共享，向全球天文学家征集观测申请。此次征集收到来自不同国家共7216小时的观测申请，最终14个国家（不含中国）的27份国际项目获得批准，并于2021年8月启动科学观测。“中国射电望远镜发展坚持走‘独立自主’与‘国际合作’的道路。”武向平说。
关于未来，武向平表示，FAST将在快速射电暴起源与物理机制、中性氢宇宙研究、脉冲星搜寻与物理研究、脉冲星测时与低频引力波探测等方向产出深化人类对宇宙认知的科学成果。https://t.cn/A6JAu1P6
在该成果中，中国科学院国家天文台研究员李菂等领导的国际合作团队，通过FAST平台，采用原创的中性氢窄线自吸收方法，首次获得原恒星核包层中的高置信度的塞曼效应测量结果。研究发现，星际介质具有连贯性的磁场结构，异于标准模型预测，为解决恒星形成三大经典问题之一的“磁通量问题”提供了重要的观测证据。#中国天眼重磅成果发布##中国天眼考虑1%观测时间对中小学生开放#
记者了解到，这是FAST产出的系列重大成果之一。自2020年1月11日通过国家验收至今，FAST已运行近两周年，基于超高灵敏度的明显优势，它已成为中低频射电天文领域的观天利器。
相关论文链接：
https://t.cn/A6JAu1Px
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△ 又一重磅，挑战恒星磁场的标准模型
磁场在恒星、行星和生命的产生中发挥着重要作用，过程复杂。“磁通量问题”是恒星形成中经典三大难题之一，分子云的星际磁场强度测量是全球天文界的共性挑战。
恒星诞生于分子云中，分子云中的致密区域发生塌缩，最终形成恒星。恒星磁场的标准模型认为，在恒星形成的过程中，磁场和重力是相互抗衡的力量，在分子云密度高的地方，重力越大，磁场也越强。按照这一模型，一颗恒星的形成过程中，重力和磁场不断拉扯，以至于恒星的形成需要上千万年。
但是，要测量分子云的星际磁场强度并不是件容易的事。目前，可用于测量磁场强度的唯一手段就是“塞曼效应”。1896年，荷兰物理学家塞曼发现，把产生光谱的光源置于足够强的磁场中，磁场作用于发光体使光谱发生变化，一条谱线即会分裂成几条偏振化的谱线。根据光谱的变化，科学家就可以反推出磁场的强度。
但是，要探测分子云的塞曼效应却难度很大。“分子和磁场的作用普遍非常弱，塞曼效应也非常弱。”李菂说。
为了更好地测量出星际磁场，李菂团队另辟蹊径，原创出一种通过测量氢原子的谱线来测量星际磁场的方法——“中性氢窄线自吸收方法”。“原子对磁场的响应会比分子强，氢原子是宇宙中丰度最高的元素，广泛存在于宇宙的不同时期，也是不同尺度物质分布的最佳示踪物之一。”李菂说。
FAST为李菂等人提出的新方法创造了应用的机会。“FAST望远镜是探测暗弱中性氢源的利器。”李菂说。
通过FAST望远镜，他们测量了L1544 分子云包层的磁场强度，首次实现了原创的中性氢窄线自吸收方法塞曼效应的探测，也实现了利用原子辐射手段来探测分子云磁场的从0到1的突破。
研究人员发现，与标准模型的预测结果不同，星际介质从恒星外围的冷中性气体，到原恒星核，具有基本一致的、连贯性的磁场结构。“由此，我们将恒星形成的时间从上千万年减少到百万年。”李菂说。
这一研究成果引起了国际学者的关注。未参与此项研究的美国伊利诺伊大学教授理查德·克鲁切尔（Richard Crutcher）评价：“通过观测中性氢窄自吸收线的塞曼效应，FAST首次揭示了在恒星形成的早期阶段，磁压不足以阻止引力收缩，这与恒星形成的标准理论不一致。这一发现对于理解恒星形成的天体物理过程至关重要，并显示了 FAST 在解决重大天体物理问题方面的潜力。”
△ 运行两年，FAST产出一系列大成果
从2020年1月11日通过国家验收至今，两年来，来自FAST的好消息频传。仅2021年，FAST就产出了不少重要成果。
2021年10月14日，《自然》杂志发表了FAST获得迄今最大快速射电暴爆发事件样本的成果。快速射电暴（FRB）是宇宙中最明亮射电爆发现象，由于起源未知，它成为天文学研究的热点。国家天文台科研人员领导的国际合作团队，利用FAST对快速射电暴FRB121102进行观测，在约50天内探测到1652次爆发事件，获得迄今最大的快速射电暴爆发事件样本，超过此前本领域所有文章发表的爆发事件总量，这一成果还首次揭示出快速射电暴爆发率的完整能谱及其双峰结构。
“FAST多科学目标巡天已经发现至少6例新快速射电暴，正在为揭示这一宇宙中神秘现象的机制、推进这一天文学全新的领域做出独特的贡献。”国家天文台副研究员王培说。
2021年5月，国内学术期刊《天文和天体物理学研究》发表了FAST持续发现毫秒脉冲星的成果。发现脉冲星是国际大型射电望远镜观测的主要科学目标之一，国家天文台研究员韩金林领导的FAST重大优先项目“银道面脉冲星快照巡天”在不到两年时间，累计观测了约620个机时，完成了计划搜寻天区的8%。澳大利亚科学院院士曼彻斯特（Manchester）教授评价“发现这么多脉冲星令人印象深刻”，“发现如此众多毫秒脉冲星，是一个显著的成就”。
“截至目前，该项目新发现279颗脉冲星，其中65个为毫秒脉冲星，在双星系统中的有22颗。”韩金林说。
2021年12月，国内学术期刊《中国科学》以封面及编辑点评文章形式发表了FAST开展多波段合作观测的成果。在这项成果中，国家天文台科研人员领导的国际合作团队，将FAST与高能波段的重要空间天文设施——费米伽马射线天文台大视场望远镜（Fermi-LAT）相结合，进行天地一体化协同和后随观测，发现了多颗脉冲星，多波段合作观测不仅开启了FAST脉冲星搜索新方向，而且打开了研究脉冲星电磁辐射机制的新途径，为研究中子星星族演化和探测引力波提供了更多样本。
△ 面向未来，观天利器正摩拳擦掌
FAST频繁产出大成果，与其运行效率和观测质量密不可分。“一年来，中科院深入贯彻落实总书记重要指示精神，全力做好FAST的开放运行和科学研究工作，在第一时间就成立了FAST科学委员会、时间分配委员会、用户委员会，统筹规划科技方向，遴选重大项目，制定数据开放的政策，充分发挥FAST的科技效果，促进重大科技成果产出。”中科院副院长、党组成员周琪院士说。
在体制机制的保障下，2021年，FAST的年观测时长超过5300小时，已远超国际同行预期的工作效率，为FAST科学产出起到重要支撑作用。
“2021年，FAST一半的机时用于优先和重大科学项目，45%的时间用于自由申请的项目，包括10%的时间用于国际开放项目，5%的时间用于应急观测。”中科院院士、国家天文台研究员武向平说，“FAST正在考虑面向全国中小学生开放1%的观测时间，目前相关申请、遴选方法仍在讨论之中。”
他介绍，FAST的优先科学目标包括研究快速射电暴的物理机制、搜寻脉冲星、利用脉冲星测时阵列探测引力波、通过21厘米中性氢辐射探测星系和宇宙大尺度结构，此外，FAST的另一使命是寻找地外文明，包括寻找第二地球、截获外星人通讯以及寻找生命分子。
2021年3月31日，FAST正式向全球开放共享，向全球天文学家征集观测申请。此次征集收到来自不同国家共7216小时的观测申请，最终14个国家（不含中国）的27份国际项目获得批准，并于2021年8月启动科学观测。“中国射电望远镜发展坚持走‘独立自主’与‘国际合作’的道路。”武向平说。
关于未来，武向平表示，FAST将在快速射电暴起源与物理机制、中性氢宇宙研究、脉冲星搜寻与物理研究、脉冲星测时与低频引力波探测等方向产出深化人类对宇宙认知的科学成果。https://t.cn/A6JAu1P6
2021十大黑洞新发现：旋转速度最快的黑洞接近光速
据国外媒体报道，黑洞研究领域一直在为我们提供一些令人震惊，同时又异常费解的发现。在2021年里，科学家们又获得了许多关于黑洞的新发现，这些具有巨大引力的神秘天体仍在不断推进我们对宇宙的理解。
旋转速度最快的黑洞
即使是研究最深入的黑洞也会带来惊喜。今年2月，物理学家们修正了对天鹅座X-1(Cygnus X-1 )系统中黑洞性质的估计，这也是有史以来第一个被证实存在的黑洞。天鹅座X-1系统的黑洞发现于近60年前，其质量比之前认为的要大50%，达到太阳质量的21倍。而且，该黑洞的旋转速度非常接近光速，创下了黑洞旋转的新纪录。天鹅座X-1距离地球约7200光年，是一个双星系统，其另一成员是一颗蓝色超巨星变星，正缓慢地被黑洞吞噬。对天鹅座X-1系统为研究人员了解这类过程提供了新的视角。
观测并模拟面条化的恒星
当一颗恒星太过靠近黑洞的边缘时，引力会将它拉扯成长条状，然后被黑洞吞噬。这个过程称为“面条化”(spaghettification，又称“意大利面化”)。当恒星物质因摩擦而升温时，就会产生光，从而使天文学家得以捕捉到这一壮观的现象。今年5月，研究人员首次发现一颗恒星被一个黑洞以这种方式撕碎并吞噬。该黑洞的质量是太阳的3000万倍，位于一个距离地球7.5亿光年的星系中心。除了获得有关“面条化”过程的重要数据外，这些观测还帮助科学家们构建了恒星被吞噬的场景。
LIGO证明了霍金是对的
今年6月，激光干涉仪引力波天文台(LIGO)的研究人员探测到两个巨大黑洞合并成一个实体的过程，并分析了黑洞高速向彼此旋转时产生的时空涟漪——引力波。他们发现，最终形成的黑洞的表面积比原先两个黑洞的表面积加起来还要大。这些发现不仅为天文学家提供了惊人的数据，还帮助证明了英国天体物理学家斯蒂芬·霍金于1971年提出的一个猜想——黑洞面积定理。该定理指出，黑洞的表面积永远不会随着时间的推移而减少。霍金利用爱因斯坦的广义相对论和他自己对熵的理解，推导出了这一定律。尽管新发现的结果对霍金来说是一个胜利，但却让物理学家们头疼不已。根据量子力学，黑洞应该能够收缩和蒸发，这一点与霍金的定理并不兼容。如何协调二者的矛盾，物理学家们可能还有很长的路要走。
黑洞和中子星的合并
今年6月，LIGO团队的研究人员充满信心地宣布，他们第一次探测到了黑洞与中子星的合并事件。和黑洞一样，中子星是大质量恒星演化末期经由引力坍缩发生超新星爆发后的潜在结局之一。尽管LIGO之前已经发现了黑洞-中子星合并的潜在证据，但直到今年，新探测到的两个信号才最终证明了这种合并正在发生。这两次探测都发生在2020年1月，大约相隔10天。第一次探测的结果表明，一个约6倍太阳质量的黑洞正在吞噬一颗1.5倍太阳质量的中子星;第二次探测则涉及一个约9倍太阳质量的黑洞和一个两倍太阳质量的中子星。
早期的黑洞会产生“风暴”
几乎每个已知星系的中心都有一个超大质量黑洞，表明这两个宇宙实体之间存在着紧密的联系。然而，科学家们仍然不清楚黑洞是如何影响它的星系宿主的。今年6月公布的研究结果显示，一个有着130亿年历史的星系——几乎和宇宙本身一样古老——正在吹出高速的风。这是目前探测到的最早期星系风的例子;当超大质量黑洞吞噬周围的气体和尘埃时，就会喷出星系风。此外，这些星系风以大约180万公里/小时的速度行进，其移动速度之快，足以推动物质遍布整个星系，并可能吹走星系物质，从而阻碍恒星的形成。这项研究表明，星系和它们中心的黑洞有着古老而紧密的联系。
光回波证明爱因斯坦是对的
史蒂芬·霍金并不是今年唯一在黑洞理论上获得成功的人。今年7月，天文学家捕捉到一些X射线信号，来自一个名为Zwicky的螺旋星系中心的超大质量黑洞。该星系距离地球约18亿光年。研究人员不仅探测到了来自黑洞前部的光，还设法找出了他们最初无法确定的奇怪光回波。这些发现表明，巨大的黑洞引力使时空结构变得如此之扭曲，以至于光被从黑洞的一边拉到另一边。这一过程正是爱因斯坦在广义相对论中所预言的，但此前还从未被明确探测到。
外星人可能利用黑洞的能量
只要有相关数据的支持，科学家们就不会缺少猜想。今年8月，中国台湾的一组天文学家提出，技术先进的外星人可能会利用类似戴森球——假想中围绕恒星的巨型结构——的结构，从黑洞中获取能量。尽管黑洞通常被认为是黑暗的，但当它们吞噬周围的物质时，会释放出巨大的能量，这些能量会使温度升高，并以光的形式辐射出去。于是，天文学家们提出了一个大胆的猜想：外星智慧生命是否会在黑洞周围放置一个轨道平台，上面覆盖着类似太阳能板的东西，以吸收黑洞辐射出来的能量。由于黑洞比恒星小，因此可以使外星人节省建筑材料，并使其收集到难以置信的巨大能量。
游荡的黑洞可能会在银河系“定居”
在我们的银河系外围，可能潜伏着大约12个巨大的黑洞。这是今年8月一项新的星系碰撞模拟研究得出的结论。在诸如星系碰撞这样的重大宇宙事件中，引力可能会导致质量为太阳数百万或数十亿倍的超大质量黑洞飞出宿主星系，并游荡到漆黑的宇宙深处。其中一些黑洞可能会最终定居在银河系等星系的星系晕中。据估计，一个银河系大小的星系平均拥有12个这样的流浪黑洞。下一步，天文学家希望找到方法，对这些迷失的超大质量黑洞进行探测，以了解他们的模拟是否准确。
发现离我们最近的双黑洞
去年12月，研究人员通过望远镜捕捉到了距离地球最近的双黑洞的证据。这个双黑洞系统位于水瓶座，距离地球约8900万光年，彼此围绕着对方旋转。先前保持记录的双黑洞的距离是这一对黑洞的5倍，这也意味着科学家有机会比之前更详细地研究这些系统。这两个黑洞的质量都很大——较大的拥有近1.54亿倍太阳质量，较小的则是630万倍太阳质量。它们以1600光年的距离围绕彼此运行，在宇宙尺度中，这点距离微不足道。天文学家估计，它们将在2.5亿年后合并成一个巨大的黑洞。
一个对其星系而言太大的黑洞
在一个距离我们约82万光年的小型星系中，似乎有一个奇怪的存在。狮子座I(Leo I)是一个比银河系小50倍的矮星系，却拥有一个大得出奇的黑洞，其质量几乎与银河系中心的黑洞相当。如此巨大的黑洞怎么会存在于如此小的星系中呢？天文学家感到十分困惑。美国德克萨斯大学奥斯汀分校的天文学博士研究生María José Bustamante在一份声明中说：“目前还无法解释矮椭球星系中的这种黑洞。”这对黑洞和星系的演化意味着什么？要准确地回答这一问题，天文学家们可能还要再等几年。
据国外媒体报道，黑洞研究领域一直在为我们提供一些令人震惊，同时又异常费解的发现。在2021年里，科学家们又获得了许多关于黑洞的新发现，这些具有巨大引力的神秘天体仍在不断推进我们对宇宙的理解。
旋转速度最快的黑洞
即使是研究最深入的黑洞也会带来惊喜。今年2月，物理学家们修正了对天鹅座X-1(Cygnus X-1 )系统中黑洞性质的估计，这也是有史以来第一个被证实存在的黑洞。天鹅座X-1系统的黑洞发现于近60年前，其质量比之前认为的要大50%，达到太阳质量的21倍。而且，该黑洞的旋转速度非常接近光速，创下了黑洞旋转的新纪录。天鹅座X-1距离地球约7200光年，是一个双星系统，其另一成员是一颗蓝色超巨星变星，正缓慢地被黑洞吞噬。对天鹅座X-1系统为研究人员了解这类过程提供了新的视角。
观测并模拟面条化的恒星
当一颗恒星太过靠近黑洞的边缘时，引力会将它拉扯成长条状，然后被黑洞吞噬。这个过程称为“面条化”(spaghettification，又称“意大利面化”)。当恒星物质因摩擦而升温时，就会产生光，从而使天文学家得以捕捉到这一壮观的现象。今年5月，研究人员首次发现一颗恒星被一个黑洞以这种方式撕碎并吞噬。该黑洞的质量是太阳的3000万倍，位于一个距离地球7.5亿光年的星系中心。除了获得有关“面条化”过程的重要数据外，这些观测还帮助科学家们构建了恒星被吞噬的场景。
LIGO证明了霍金是对的
今年6月，激光干涉仪引力波天文台(LIGO)的研究人员探测到两个巨大黑洞合并成一个实体的过程，并分析了黑洞高速向彼此旋转时产生的时空涟漪——引力波。他们发现，最终形成的黑洞的表面积比原先两个黑洞的表面积加起来还要大。这些发现不仅为天文学家提供了惊人的数据，还帮助证明了英国天体物理学家斯蒂芬·霍金于1971年提出的一个猜想——黑洞面积定理。该定理指出，黑洞的表面积永远不会随着时间的推移而减少。霍金利用爱因斯坦的广义相对论和他自己对熵的理解，推导出了这一定律。尽管新发现的结果对霍金来说是一个胜利，但却让物理学家们头疼不已。根据量子力学，黑洞应该能够收缩和蒸发，这一点与霍金的定理并不兼容。如何协调二者的矛盾，物理学家们可能还有很长的路要走。
黑洞和中子星的合并
今年6月，LIGO团队的研究人员充满信心地宣布，他们第一次探测到了黑洞与中子星的合并事件。和黑洞一样，中子星是大质量恒星演化末期经由引力坍缩发生超新星爆发后的潜在结局之一。尽管LIGO之前已经发现了黑洞-中子星合并的潜在证据，但直到今年，新探测到的两个信号才最终证明了这种合并正在发生。这两次探测都发生在2020年1月，大约相隔10天。第一次探测的结果表明，一个约6倍太阳质量的黑洞正在吞噬一颗1.5倍太阳质量的中子星;第二次探测则涉及一个约9倍太阳质量的黑洞和一个两倍太阳质量的中子星。
早期的黑洞会产生“风暴”
几乎每个已知星系的中心都有一个超大质量黑洞，表明这两个宇宙实体之间存在着紧密的联系。然而，科学家们仍然不清楚黑洞是如何影响它的星系宿主的。今年6月公布的研究结果显示，一个有着130亿年历史的星系——几乎和宇宙本身一样古老——正在吹出高速的风。这是目前探测到的最早期星系风的例子;当超大质量黑洞吞噬周围的气体和尘埃时，就会喷出星系风。此外，这些星系风以大约180万公里/小时的速度行进，其移动速度之快，足以推动物质遍布整个星系，并可能吹走星系物质，从而阻碍恒星的形成。这项研究表明，星系和它们中心的黑洞有着古老而紧密的联系。
光回波证明爱因斯坦是对的
史蒂芬·霍金并不是今年唯一在黑洞理论上获得成功的人。今年7月，天文学家捕捉到一些X射线信号，来自一个名为Zwicky的螺旋星系中心的超大质量黑洞。该星系距离地球约18亿光年。研究人员不仅探测到了来自黑洞前部的光，还设法找出了他们最初无法确定的奇怪光回波。这些发现表明，巨大的黑洞引力使时空结构变得如此之扭曲，以至于光被从黑洞的一边拉到另一边。这一过程正是爱因斯坦在广义相对论中所预言的，但此前还从未被明确探测到。
外星人可能利用黑洞的能量
只要有相关数据的支持，科学家们就不会缺少猜想。今年8月，中国台湾的一组天文学家提出，技术先进的外星人可能会利用类似戴森球——假想中围绕恒星的巨型结构——的结构，从黑洞中获取能量。尽管黑洞通常被认为是黑暗的，但当它们吞噬周围的物质时，会释放出巨大的能量，这些能量会使温度升高，并以光的形式辐射出去。于是，天文学家们提出了一个大胆的猜想：外星智慧生命是否会在黑洞周围放置一个轨道平台，上面覆盖着类似太阳能板的东西，以吸收黑洞辐射出来的能量。由于黑洞比恒星小，因此可以使外星人节省建筑材料，并使其收集到难以置信的巨大能量。
游荡的黑洞可能会在银河系“定居”
在我们的银河系外围，可能潜伏着大约12个巨大的黑洞。这是今年8月一项新的星系碰撞模拟研究得出的结论。在诸如星系碰撞这样的重大宇宙事件中，引力可能会导致质量为太阳数百万或数十亿倍的超大质量黑洞飞出宿主星系，并游荡到漆黑的宇宙深处。其中一些黑洞可能会最终定居在银河系等星系的星系晕中。据估计，一个银河系大小的星系平均拥有12个这样的流浪黑洞。下一步，天文学家希望找到方法，对这些迷失的超大质量黑洞进行探测，以了解他们的模拟是否准确。
发现离我们最近的双黑洞
去年12月，研究人员通过望远镜捕捉到了距离地球最近的双黑洞的证据。这个双黑洞系统位于水瓶座，距离地球约8900万光年，彼此围绕着对方旋转。先前保持记录的双黑洞的距离是这一对黑洞的5倍，这也意味着科学家有机会比之前更详细地研究这些系统。这两个黑洞的质量都很大——较大的拥有近1.54亿倍太阳质量，较小的则是630万倍太阳质量。它们以1600光年的距离围绕彼此运行，在宇宙尺度中，这点距离微不足道。天文学家估计，它们将在2.5亿年后合并成一个巨大的黑洞。
一个对其星系而言太大的黑洞
在一个距离我们约82万光年的小型星系中，似乎有一个奇怪的存在。狮子座I(Leo I)是一个比银河系小50倍的矮星系，却拥有一个大得出奇的黑洞，其质量几乎与银河系中心的黑洞相当。如此巨大的黑洞怎么会存在于如此小的星系中呢？天文学家感到十分困惑。美国德克萨斯大学奥斯汀分校的天文学博士研究生María José Bustamante在一份声明中说：“目前还无法解释矮椭球星系中的这种黑洞。”这对黑洞和星系的演化意味着什么？要准确地回答这一问题，天文学家们可能还要再等几年。
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