天文學家認為,銀河系中心存在著上萬顆環黑洞行星

星空天文 發佈 2020-08-05T02:55:16+00:00

Planet Formation around Supermassive Black Holes in the Active Galactic Nuclei。

它們被物質盤包裹,隱匿在黑洞的巨大身形下。

看過《星際穿越》的朋友可能知道,影片中假設在一個超大質量黑洞周圍,存在著許多行星。在影片中這是科幻;但在現實中科學家發現這種情況可能真的存在。最近的一項研究顯示,銀河系中心超大質量黑洞周圍可能存在著上萬顆這樣的環黑洞行星。

天文學家推測,環黑洞的塵埃雲可以孕育出這樣的行星。這樣的行星和環繞恆星運行的行星沒什麼太大區別。它們可能是岩質的,但可能更大;它們也可能是氣體的,就像海王星那樣。我們幾乎無法看到它們,因為它們被環繞黑洞的物質盤包裹,隱匿在黑洞的巨大身形下。

根據這些科學家的說法,並非所有超大質量黑洞都有行星。行星在黑洞周圍形成要比在恆星周圍困難得多。黑洞周圍的氣體塵埃雲更加稀薄,物質墜入黑洞時還會產生高溫,導致物質盤中的物質,尤其是冰,難以凝聚在一起。

而冰是行星形成的關鍵。冰包裹的塵埃粒子在發生碰撞時會更傾向於凝聚在一起。並逐漸地形成大團塊。團塊越大,引力越強,受吸引凝聚在一起的物質也越多。這些團塊就是行星的原型。

行星在黑洞周圍的形成過程也是相似的。有些黑洞周圍存在著所謂的「雪線」,「雪線」是冰是否可以凝固的分界線,因此也是行星是否可以形成的分界線。

研究人員認為,在「雪線」以外,岩質的環黑洞行星就能夠在1000萬年內得以初步形成。而假如原行星在此過程中有機會獲得大量氣體,它們就會變成氣體巨行星。

但是假如冰無法在塵埃表面凝聚,這一切就不會發生。因此較暗、物質盤溫度較低的超大質量黑洞——比如我們銀河系中心的那個,是最有可能擁有這種奇特行星的黑洞。

環繞黑洞的物質盤,和孕育行星的原行星盤有相似之處。但是很少有人對行星在黑洞周圍形成的可能性作過研究,部分原因可能是,行星的形成和黑洞是兩個不同的研究領域。

這個理論目前還有待觀測證據的支持。我們很難想像這些行星的表面是什麼樣的。這些行星和黑洞的距離,可能要比地球和太陽的距離遠得多。它們和黑洞的距離可能是以光年計的。

目前我們也沒有辦法知道,這些行星上是否會有生命。黑洞周圍物質產生的紫外線和X射線輻射,是否能夠為那裡某種不可思議的外星生命提供養分?那裡某個行星上,是否也會有和我們一樣充滿了好奇心的傢伙在仰望星空,思索夜空中的亮點周圍,是否也存在如它們自己家園那樣的奇特圓球?我們不得而知。

參考來源
Planet Formation around Supermassive Black Holes in the Active Galactic Nuclei
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab4cf0
Formation of 「Blanets」 from Dust Grains around the Supermassive Black Holes in Galaxies
https://arxiv.org/pdf/2007.15198.pdf

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