黑洞也能孕育行星 但在上面寻找生命有点难

　　众多宇宙中，黑洞如统一只吞噬猛兽，没有任何物质能从它的庞大引力“魔爪”中逃走，就连光也不破例。

　　克日，有研究团队提出，超大质量黑洞周围存在相同环绕恒星运转的行星。这类行星是怎样形成的？是否广泛存在？它们又是怎样被发明的？这些行星上是否有生命存在？带着这些题目，科技日报记者专访了华中科技大学物理学院副院长吴庆文传授。

　　间隔抉择黑洞行星可否“诞生”

　　在黑洞四面发明行星并非一次偶尔之举。

　　人类是宇宙中独一的生命吗？为答复这个题目，科学家不绝征采系生手星。2019年诺贝尔物理学奖三位获奖者中，就有两人是由于在系生手星研究方面取得打破性盼望而获奖。

　　制止今朝，我们已发明4000多个系生手星。

　　“系生手星是当前天文学最热门和最前沿的研究规模之一，科学家首要是在相同太阳这样的恒星周围探求。”吴庆文说，探求更多系生手星，有利于领略太阳系形成、地球演化史及生命发源等谜题。

　　克日，日本研究团队暗示银河系中心黑洞周围也也许存在大量行星，这一新概念即刻引爆学术界。

　　吴庆文先容，此前科学家操作阿塔卡玛大型毫米波/亚毫米波望远久魅阵列（ALMA），视察到相同早期太阳系的形成进程。起首是气体和尘土在自引力浸染下坍缩形成恒星；跟着时刻推移，恒星周围的盘状气体、尘土等会逐渐聚积形成更大团块，并进一步凝结，逐渐形成行星。

　　日本天文学家提出，气体和尘土并非年青恒星独占，在星系中心黑洞周围也存在着大量气体和尘土，其质量可以比原恒星盘大数十亿倍，像银河系中心黑洞这样黯淡、严寒的超大质量黑洞或者也是孕育行星的抱负场合。

　　冰的形成以及更多气体和尘土等的凝聚，是形成行星的要害前提。吴庆文说，黑洞周围气体盘中，离黑洞越近气体温度越高，但在必然间隔之外，温度足够低，可以或许让一些水酿成冰。经计较，对付银河系中心这种400万倍太阳质量的超大质量黑洞来说，间隔黑洞约莫10光年，就足以让尘土和水等气体凝聚，并形成几倍到几千倍地球质量的行星，这类行星被称为黑洞行星。

　　糊口在黑洞身边，黑洞行星几多有些“担惊受怕”。黑洞拥有强盛的引力，在视界范畴之内连光都难以逃走，即便在稍远一点的处所，黑洞周围强盛的潮汐力也也许将天体撕碎。这听上去很是可怕，但跟着间隔进一步增大，黑洞引力将会敏捷减小，在必然间隔以外（约几光年），炙热气体的行为险些不再受黑洞引力节制。以是，黑洞行星的形成前提已抉择它不会被黑洞吞噬。

　　迢遥的间隔，正是黑洞行星形成壮大的温床。

　　另辟门路探求类地行星

　　吴庆文说，宇宙存在数千亿个星系，每个星系又存在数千亿颗恒星，因此类地行星肯定存在，黑洞行星或者也应该广泛存在。因间隔迢遥，人类对银河系中心超大质量黑洞周围的行星举办直接探测，还存在庞大坚苦。

　　或者另辟门路才气找到正确的谜底。

　　此前，日本鹿儿岛大学天体物理学传授惠田敬一以为，当代天体物理学成长展现出一种倾向，即向不风俗的、出乎料想的、乃至似乎是不行能的偏向成长。

　　“人类作为糊口在行星上的伶俐生物，一向对环绕其他恒星绕转的行星有着浓重乐趣。”吴庆文先容，宇宙存在勾当星系核、低光度星系核和X射线双星等差异的黑洞体系，按照惠田敬一团队的研究模子，生命周期较短、光度相对较低的勾当星系核周围一样平常会呈现黑洞行星。

　　一样平常而言，对付常见的环绕恒星运转的行星体系，形成恒星后，尘土友善领会在新生恒星周围原行星盘中冷却，尘土会凝聚聚积成更大的颗粒，在碰撞和压缩中形成小行星，小行星之间彼此碰撞形成更大尺寸的行星胚胎，最终颠末差异的物理进程形成差异的行星，如相同木星的气体巨行星，或相同地球的岩石行星。

　　与恒星一样，黑洞也有相同的培养行星的“育婴室”。吴庆文说，超大质量黑洞一样平常位于星系中心，通过吸积物质向星系提供能量。吸积是一种致密中心天体通过引力浸染捕捉周围介质的高服从进程，被吸积的物质因为带有初始角动量而环绕中心黑洞旋转形成吸积盘。除吸积盘外，黑洞周围还存在着庞大的尘土环，在吸积盘外区和尘土环中的物质与原行星盘存在必然相似性，以此为基本思量黑洞周围是否存在行星，异常公道。

　　惠田敬一团队的模子计较功效表现，最也许形成的黑洞行星质量约是地球的几十到几百倍，乃至有也许到达行星质量上限。在默认两种行星均匀内部密度相似的前提下，黑洞行星半径最大可到达地球半径的十倍。

　　“夹缝”中探求地外生命

　　“生命发源是一个重大的科学命题，黑洞行星上是否有也许存在生命形态值得研究。”吴庆文暗示，生命很巨大，但也很懦弱，相宜、安详的情形对孕育生命起到至关重要的浸染。

　　吴庆文指出，固然星系中心超大质量黑洞周围可以形成行星，但这类行星和恒星周围行星有着较大的差别。

　　相同地球这种行星环绕类太阳恒星运转，可以得到阳光润泽，黑洞行星未必具有这个前提。固然不解除黑洞周围也许形成相同太阳系的恒星和行星体系，然而黑洞行星与黑洞的间隔比地球到太阳的间隔大许多，对付孑然一身的黑洞行星而言，不必然像地球一样拥有阳光。

　　银河系中心黑洞辐射首要是在X射线波段，而太阳辐射首要是在光学波段，意味着黑洞行星无法得到较好的日照。另外，超大质量黑洞周围存在许多高能勾当征象，这些高能X射线辐射或紫外辐射会将行星外貌的大气电离并吹走。火星外貌大气极其稀薄，正是由于其大气险些都被太阳风剥离。

　　吴庆文说，生命存在必要特定前提，好比相宜的温度、水等。行星形成后，按照中心恒星的光度和与行星的间隔，我们可以估算行星的外貌温度，判定其是否宜居。假如黑洞行星是孤独的，很难具备上述前提。另外，思量到黑洞周围X射线暴发、黑洞潮汐解体、中心地区超新星发作等高能变乱，生命在这里保留异常坚苦。

　　凡是在征采地外生命进程中，会思量行星是否处在宜居带上，以及在恒星周围相宜间隔内，水是否能以液态方法存在，这样才有孕育生命的也许。

　　必要指出的是，在黑洞行星中探求生命的迹象，除满意液态水存在前提外，还必需思量更多身分。假如在星系中心地区恒星等物质相对麋集，黑洞行星很轻易受到一些劫难性变乱的影响，譬喻星系中心黑洞勾当发生大量的高能射线、部门近间隔的恒星被中心超大质量黑洞解体等，这些高能天文变乱也许每几千年就会呈现，这将给黑洞周围行星生命带来歼灭性冲击。

　　吴庆文说，今朝关于黑洞行星的统统均是起源探讨与计较，或者在不久的未来，黑洞这一当代天文学“魔主”的隐秘面纱终将被揭开。

　　“在黑洞四面探寻生命迹象的也许性难以预料，但假如我们永久不去试探，也许性就是零。”吴庆文暗示，试探星际本应云云，尽量人类还无从得知黑洞行星上是否有也许存在生命。

（编辑：湖南网）

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