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黑洞有适合居住的行星绕其运行吗?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2022-04-12 10:44:38

黑洞是一种时空密集的区域,其引力非常强,甚至连光都无法逃脱。

有四种类型的黑洞可以在轨道上有行星:假设的,小的原始黑洞在大爆炸后从一个足够高密度的空间区域形成。这种类型的黑洞还没有被证实在自然界中存在。黑洞通过恒星生命末期的引力坍缩形成,它们的质量至少是太阳的8倍。黑洞是由恒星残骸(比如中子星)合并而成的,它们的总质量是太阳质量的2.1倍以上。如果中子星从双星伴星那里窃取物质,它们也可以形成。

黑洞系统中的行星可以分为7类:

一颗行星离黑洞非常近。这样的行星会受到非常强的弯曲时空相对论效应的影响。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要慢得多。黑洞周围不断变化的环境会使这样一颗行星很快就不适合居住,生命无法进化。这种情况只是一种有趣的思维练习,因为这样一颗行星也很可能无法在如此紧凑的轨道上生存。

一颗行星在一个遥远的轨道上,围绕着一个不吸积的小的,可能是原始的黑洞。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exomoon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。我在这个答案的评论中附上了我关于流浪行星宜居性的答案的链接。

一个由一颗正常恒星和一个很小的原始黑洞组成的星系在一个非常遥远的轨道上运行。在这样一个系统中,恒星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。一颗质量为太阳0.6至0.8倍的k型恒星将是生命进化的最佳选择,因为它拥有最多的时间。这样的恒星在主序中存在了170亿年到700亿年。这颗行星将在围绕恒星的轨道上运行,因此,这种情况并没有真正回答黑洞是否有适合行星居住的区域的问题但我认为把它包括在这里会很有趣。

由一颗恒星和一个围绕这两颗恒星共同重心旋转的小黑洞组成的双星系统,但它们之间的距离足够远,以至于黑洞不会从它的伴星那里偷取物质。这颗恒星必须非常大,比我们的太阳还要大,这就意味着它的寿命不足以维持生命的缓慢进化生命花了45亿年才到达它现在所在的位置因为恒星越大,它的寿命就越短。也许一个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双星轨道,适合居住。然而,最终,这颗恒星在燃烧完所有的氢和氦之后,会膨胀并变成一颗红巨星。黑洞将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,用危险的辐射炸炸一切。

一颗恒星的轨道上有一颗适宜居住的行星,它会被一个小的,安静的,可能是原始的黑洞捕获,并形成一个在恒星和黑洞之间有一定距离的双星系统。这种情况发生的可能性很低,但不能排除这种可能性。

一些在变成超新星的重恒星周围形成的行星可以在导致黑洞形成的爆炸中存活下来。这是根据在超新星爆炸形成的中子星周围也发现了行星这一事实推断出来的。不过,它们的大气层和表面极有可能受到爆炸的严重破坏,不宜居住。海洋很可能会蒸发掉。

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,因为星系中心的空间区域太不稳定,有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,有时甚至是来自类星体的由超大质量黑洞提供能量的恶性辐射。

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的星球上进化,他们将有一个极好的机会在他们的后院观察和测试非常强的相对论效应。也许,在某些方面,与我们在地球上所经历的相比,他们可以经历技术的加速发展。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可能是HR 6819,距离我们超过1120光年,人类很难到达它。然而,它的存在是有争议的,其他的甚至更远。
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