黑洞会有适合居住的行星围绕它们运行吗?

时间:2021-09-26 08:52:52   作者:
黑洞是密度非常大的时空区域,引力非常强,甚至连光都无法从它们中逃逸出来。有四种类型的黑洞可以有行星在轨道上运行:
 
  • 1、假设的小型原始黑洞是在大爆炸之后从一个足够高密度的空间区域形成的。自然界中还没有这种类型的黑洞被证实存在。
  • 2、黑洞是在恒星生命末期的引力坍塌中形成的,其质量至少是太阳的8倍。
  • 3、黑洞是由恒星残留物合并而成的,比如中子星,其质量之和是太阳质量的2.1倍以上。如果中子星从双星同伴那里窃取物质,也会形成黑洞。
  • 4、星系中心的超大质量黑洞。

有黑洞系统的行星可以分为7类:

1、一颗行星非常接近黑洞。这样的行星会受到弯曲时空的很强的相对论效应的影响。天空将被蓝移的宇宙微波背景辐射照亮,而黑洞本身将是黑色的。这与我们在地球上的情况相反,在地球上,恒星提供光线,天空是黑色的。从我们的参照系来看,这样一颗行星上的时间流逝会慢得多。黑洞周围环境的变化会让这样一颗行星很快就不适合居住,以至于生命无法进化。这只是一种有趣的心理练习,因为这样一颗行星很可能也无法在如此狭窄的轨道上生存。

2、在遥远的轨道上围绕一个非吸积的、可能是原始黑洞运行的行星。这样一颗行星不会光源但是我们知道行星可以居住没有可见光的来源,由于热量从放射性衰变和潮汐力可能系外卫星由于大气透明度非常厚的氢和氦的远红外辐射可以阻止热量逃离。这样的行星需要被捕获的流浪行星才能适合居住。我在评论中附上了一个链接,链接指向我关于流浪星球的可居住性的答案。

3、一个由一颗普通恒星和一个在非常遥远的轨道上的小型原始黑洞组成的系统。在这样一个系统中,恒星的可居住性的所有规则约束都适用,因为黑洞本身不会对生命的进化造成任何问题。如果一颗k型恒星的质量是太阳的0.6到0.8倍,那么它将是生命进化的最佳选择,因为它将给予生命最长的时间。这样的恒星在主序列中存在了170亿年到700亿年。这颗行星会在恒星周围的轨道上,因此,这种情况并没有真正回答黑洞是否有行星的宜居带的问题但我认为把它包括在这里会很有趣。

4、一个由一颗恒星和一个小黑洞组成的双星系统,它们围绕这两颗恒星的共同重心旋转,但它们之间的距离足够远,使黑洞不会从它的伴星上窃取物质。这颗恒星必须相当大,比我们的太阳还要大,这就意味着它的寿命不足以让生命缓慢演化45亿年才到达现在的位置因为恒星越大,寿命就越短。也许一颗已经进化出生命形式的流浪行星可以被捕获到这样一个系统的环绕宜居轨道中。最终,这颗恒星在燃烧了所有的氢和氦之后,会膨胀成为一颗红巨星。黑洞会开始从它那里窃取物质,创造一个吸积盘,使整个系统变得不适合居住,用危险的辐射炸掉一切。

5、一颗恒星的轨道上有一颗宜居行星,这颗行星可能会被一个小的、安静的、可能是原始的黑洞捕获,并在恒星和黑洞之间形成一个距离一定的双星系统。这种情况发生的可能性很低,但不能排除。

6、一些围绕着变成超新星的重恒星形成的行星能够在导致黑洞形成的爆炸中幸存下来。这是根据在超新星爆炸形成的中子星周围发现了行星这一事实推断出来的。它们的大气层和表面很可能被爆炸严重破坏,无法居住。海洋很可能会蒸发。

7、围绕星系中心超大质量黑洞旋转的行星可以存在,但被认为不适合类地生命居住,因为星系中心的空间区域太不稳定,太多的恒星彼此靠近,频繁的超新星爆炸,来自吸积盘的致命辐射,有时甚至是来自超大质量黑洞提供能量的类星体的恶性辐射。

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如果在宇宙的某个地方,有一种有知觉的生命形式在一个有黑洞系统的行星上进化,他们将有一个迷人的机会,在他们的后院观察和测试非常强烈的相对论效应。也许,在某些方面,与我们在地球上所经历的相比,他们可以经历更快的技术进步。他们甚至可以有机会使用黑洞作为能源的重要来源和旅行速度恒星之间通过使用它作为一个弹弓,就像我们使用木星弹弓卫星,除了一个黑洞会更好和宇宙飞船可以达到光速的一个重要部分。目前已知的离我们最近的黑洞HR 6819距离我们1120光年,人类很难到达。
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