世界不思議

銀河系的中心黑洞被成千上萬的類地球黑洞行星圍繞著


超大質量的黑洞點綴著我們的宇宙,可怕的引力井將星繫結合在一起,在發出明亮X射線束的旋轉的塵埃中旋轉。有時,明亮的物質柱從它們的兩極中爆發,形成在太空中可見的噴流。現在一些科學家懷疑這些引力怪物可能承載了數以萬計的黑洞。

不, 這不是拼寫錯誤:科學家建議將這些黑洞行星稱為「 blanets」行星。這類奇怪天體將由繞黑洞旋轉的塵埃雲形成,而且它們與繞正常恆星運行的行星沒有太大區別。 有些像地球一樣擁有堅硬的岩石,大小可能比地球大10倍之多。有些可能是氣體巨頭,例如類似於我們太陽系的海王星。它們幾乎對我們是不可見的,隱藏在其出生父系的物質盤中。但是在2019年11月在《天體物理學雜誌》和2020年7月在arXiv上發表的兩篇論文中,一個研究小組提出了這些黑洞行星必須存在的情況。

並不是每個超大質量黑洞(SMBH)都會承載黑洞。在黑洞周圍變成硬球比在一顆年輕恆星周圍的原行星盤裡更棘手。超大質量黑洞周圍的旋轉塵埃和氣體密度要小很多,而活動視界邊緣的落體日冕可能非常熱和明亮,以致於冰無法在旋轉的圓盤中形成。

冰覆蓋的塵埃顆粒在碰撞時往往會聚集在一起——想想兩個冰塊在相互碰撞時會如何粘在一起,而兩塊鵝卵石肯定不會,日本鹿兒島大學的天體物理學家和田慶一(KeichiWada)說。隨著時間的推移,這些團塊生長並形成足夠的引力,以吸進更多的灰塵。長得足夠大的團塊, 然後形成岩石行星。

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同樣,如果沒有冰凍的水或二氧化碳("乾冰"),很難建立一個「blanet」行星,和田慶一告訴我們。研究人員發現,一些黑洞的軌道物質盤上有"雪線",超過這些區域的空間足夠涼爽,可以形成冰。

"在這條線之外、灰塵顆粒被[冰]覆蓋,"和田慶一告訴我們。因此,它們碰撞時很容易粘在一起。

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在雪線之外,大約1000萬年後,從逐漸增大的團塊中可以形成岩石。如果這些岩石原石吸引足夠的氣體,它們最終會形成氣體巨星。但是,如果沒有一層薄薄的冰在塵粒上,這一切都不會發生。因此,更暗、更冷的SMBHs(如在銀河系的中心)是這些奇怪的行星最有可能的家園。

和田慶一說,從某種意義上說,「blanets」行星並不特別令人吃驚。原行星盤與黑洞周圍的物質漩渦相似。但沒有人研究過行星是否可以在SMBH周圍形成,"可能是因為行星形成領域的研究人員對活躍的星系核了解不多,反之亦然,"和田慶一說。("活躍的星系核"位於星系中心的SMBH周圍的區域。)

和田慶一和他的合著者仍在研究他們的「blanet」行星理論的細節。在 2020 年的論文中,該團隊更正並更新了 2019 年發布的模型。他說,他們最初的「blanet」行星模型太"蓬鬆",形成了大的、低密度的浮球行星。他們更新的模型產生更密集,更逼真的行星。和田慶一說,他們進一步理解了SMBH周圍的塵埃,是如何在SMBH磁碟的稀薄氣體環境中聚集在一起的,因為SMBH的塵埃比恆星周圍分布的要分散得多。

他說,很難想像這些「blanet」行星的表面會是什麼樣。拋開繞著一個超大質量黑洞運行的怪異之處吧:與地球從其兄弟姐妹的軌道相比,怪異行星自身的軌道彼此之間以及與黑洞之間的距離要遠得多。

和田慶一說,到目前為止,還沒有辦法知道生命是否存在於其他星球。從黑洞的日冕中發射的奇怪的紫外線和X射線輻射能讓外星生物在宇宙如此孤獨的行星上茁壯成長嗎?

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