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皇冠注册:黑洞也能孕育行星 但在上面寻找生命有点难

admin2020-09-0724

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  众多宇宙中,黑洞犹如一只吞噬猛兽,没有任何物质能从它的伟大引力“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类似围绕恒星运转的行星。这类行星是若何形成的?是否普遍存在?它们又是若何被发现的?这些行星上是否有生命存在?带着这些问题,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教授。

  距离决议黑洞行星能否“降生”

  在黑洞四周发现行星并非一次有时之举。

  人类是宇宙中唯一的生命吗?为回覆这个问题,科学家不停征采系外行星。2019年诺贝尔物理学奖三位获奖者中,就有两人是由于在系外行星研究方面取得突破性希望而获奖。

  停止现在,我们已发现4000多个系外行星。

  “系外行星是当前天文学最热门和最前沿的研究领域之一,科学家主要是在类似太阳这样的恒星周围寻找。”吴庆文说,寻找更多系外行星,有利于明白太阳系形成、地球演化史及生命起源等谜题。

  克日,日本研究团队示意银河系中央黑洞周围也可能存在大量行星,这一新看法马上引爆学术界。

  吴庆文先容,此前科学家行使阿塔卡玛大型毫米波/亚毫米波望远镜阵列(ALMA),观测到类似早期太阳系的形成历程。首先是气体和灰尘在自引力作用下坍缩形成恒星;随着时间推移,恒星周围的盘状气体、灰尘等会逐渐群集形成更大团块,并进一步凝聚,逐渐形成行星。

  日本天文学家提出,气体和灰尘并非年轻恒星独占,在星系中央黑洞周围也存在着大量气体和灰尘,其质量可以比原恒星盘大数十亿倍,像银河系中央黑洞这样黯淡、严寒的超大质量黑洞或许也是孕育行星的理想场所。

  冰的形成以及更多气体和灰尘等的凝聚,是形成行星的要害条件。吴庆文说,黑洞周围气体盘中,离黑洞越近气体温度越高,但在一定距离之外,温度足够低,能够让一些水酿成冰。经盘算,对于银河系中央这种400万倍太阳质量的超大质量黑洞来说,距离黑洞约莫10光年,就足以让灰尘和水等气体凝聚,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。

  生涯在黑洞身边,黑洞行星若干有些“担惊受怕”。黑洞拥有壮大的引力,在视界局限之内连光都难以逃走,即便在稍远一点的地方,黑洞周围壮大的潮汐力也可能将天体撕碎。这听上去异常恐怖,但随着距离进一步增大,黑洞引力将会迅速减小,在一定距离以外(约几光年),炙热气体的运动险些不再受黑洞引力控制。以是,黑洞行星的形成条件已决议它不会被黑洞吞噬。

  遥远的距离,正是黑洞行星形成壮大的温床。

  另辟蹊径寻找类地行星

  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,因此类地行星一定存在,黑洞行星或许也应该普遍存在。因距离遥远,人类对银河系中央超大质量黑洞周围的行星举行直接探测,还存在伟大难题。

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  或许另辟蹊径才气找到准确的谜底。

  此前,日本鹿儿岛大学天体物理学教授惠田敬一以为,现代天体物理学生长显现出一种倾向,即向不习惯的、出乎意料的、甚至好像是不可能的偏向生长。

  “人类作为生涯在行星上的智慧生物,一直对围绕其他恒星绕转的行星有着浓厚兴趣。”吴庆文先容,宇宙存在流动星系核、低光度星系核和X射线双星等差别的黑洞系统,凭据惠田敬一团队的研究模子,生命周期较短、光度相对较低的流动星系核周围一样平常会泛起黑洞行星。

  一样平常而言,对于常见的围绕恒星运转的行星系统,形成恒星后,灰尘和气体会在新生恒星周围原行星盘中冷却,灰尘会凝聚群集成更大的颗粒,在碰撞和压缩中形成小行星,小行星之间相互碰撞形成更大尺寸的行星胚胎,最终经由差别的物理历程形成差别的行星,如类似木星的气体巨行星,或类似地球的岩石行星。

  与恒星一样,黑洞也有类似的培育行星的“育婴室”。吴庆文说,超大质量黑洞一样平常位于星系中央,通过吸积物质向星系提供能量。吸积是一种致密中央天体通过引力作用捕捉周围介质的高效率历程,被吸积的物质由于带有初始角动量而围绕中央黑洞旋转形成吸积盘。除吸积盘外,黑洞周围还存在着伟大的灰尘环,在吸积盘外区和灰尘环中的物质与原行星盘存在一定相似性,以此为基础思量黑洞周围是否存在行星,十分合理。

  惠田敬一团队的模子盘算结果显示,最可能形成的黑洞行星质量约是地球的几十到几百倍,甚至有可能到达行星质量上限。在默认两种行星平均内部密度相似的条件下,黑洞行星半径最大可到达地球半径的十倍。

  “夹缝”中寻找地外生命

  “生命起源是一个重大的科学命题,黑洞行星上是否有可能存在生命形态值得研究。”吴庆文示意,生命很伟大,但也很懦弱,相宜、平安的环境对孕育生命起到至关重要的作用。

  吴庆文指出,虽然星系中央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异。

  类似地球这种行星围绕类太阳恒星运转,可以获得阳光滋润,黑洞行星未必具有这个条件。虽然不清扫黑洞周围可能形成类似太阳系的恒星和行星系统,然而黑洞行星与黑洞的距离比地球到太阳的距离大许多,对于孑然一身的黑洞行星而言,不一定像地球一样拥有阳光。

  银河系中央黑洞辐射主要是在X射线波段,而太阳辐射主要是在光学波段,意味着黑洞行星无法获得较好的日照。此外,超大质量黑洞周围存在许多高能流动征象,这些高能X射线辐射或紫外辐射会将行星外面的大气电离并吹走。火星外面大气极其稀薄,正是由于其大气险些都被太阳风剥离。

  吴庆文说,生命存在需要特定条件,好比相宜的温度、水等。行星形成后,凭据中央恒星的光度和与行星的距离,我们可以估算行星的外面温度,判断其是否宜居。若是黑洞行星是伶仃的,很难具备上述条件。此外,思量到黑洞周围X射线暴发、黑洞潮汐瓦解、中央区域超新星发作等高能事宜,生命在这里生计十分难题。

  通常在征采地外生命历程中,会思量行星是否处在宜居带上,以及在恒星周围相宜距离内,水是否能以液态方式存在,这样才有孕育生命的可能。

  需要指出的是,在黑洞行星中寻找生命的迹象,除知足液态水存在条件外,还必须思量更多因素。若是在星系中央区域恒星等物质相对麋集,黑洞行星很容易受到一些灾难性事宜的影响,例如星系中央黑洞流动发生大量的高能射线、部门近距离的恒星被中央超大质量黑洞瓦解等,这些高能天文事宜可能每几千年就会泛起,这将给黑洞周围行星生命带来毁灭性袭击。

  吴庆文说,现在关于黑洞行星的一切均是开端探讨与盘算,或许在不久的未来,黑洞这一现代天文学“魔主”的神秘面纱终将被揭开。

  “在黑洞四周探寻生命迹象的可能性难以预料,但若是我们永远不去探索,可能性就是零。”吴庆文示意,探索星际本应云云,只管人类还无从得知黑洞行星上是否有可能存在生命。

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