終極太陽系：9顆太陽和550顆行星環繞超大質量黑洞運行

點擊「國家空間科學中心」可以訂閱哦！

黑洞擁有異乎尋常的引力，就連光線也無法逃脫。科學界普遍認為黑洞是貪婪的吞噬者，但一些物理學家懷疑黑洞也能支持自身的恆星系統。為了找到這個問題的答案，物理學家肖恩?雷蒙德提出了所謂的「黑洞終極太陽系」假說——9顆太陽和550顆行星環繞1顆超大質量黑洞。

「黑洞終極恆星系統」藝術概念圖

波爾多大學的物理學家肖恩·雷蒙德創建了一個假想恆星系統，黑洞處在系統的中央。根據一系列引力計算，他認為一顆黑洞能夠讓9顆太陽處在環繞它的穩定軌道，這些太陽能讓550顆行星處在適居區。他將這個假想系統稱之為「黑洞終極太陽系」，核心是一顆質量相當於100萬個太陽的不旋轉黑洞。

雷蒙德指出恆星系統的中央存在黑洞擁有很多優勢，其中一大優勢便是能夠支持大量恆星的存在。為了降低研究難度，雷蒙德選擇了9個太陽，雖然中央黑洞的強大引力能夠支持更多恆星的存在。

半人馬座A*放射出亮度異乎尋常的X射線耀斑

半人馬座A*是潛伏在銀河系中央的超大質量黑洞

另一大優勢是希爾半徑收縮。希爾半徑也被稱之為「希爾球」或者「羅克球」，它是行星周圍的一個區域，自身的引力支配所繞恆星的引力，因此能夠吸引衛星。雷蒙德表示環繞「百萬太陽級」黑洞的行星的希爾半徑是環繞恆星的百分之一。這意味著在一個給定的太空區域，如果環繞一顆黑洞運行，這個區域所能容納的行星數量是環繞太陽時的100倍。

半人馬座A*藝術概念圖

雷蒙德說：「由於黑洞的強大引力，行星間的距離非常近。如果將行星比作小玩具車，絕大多數行星系統就像普通的高速公路。每輛車留在自己的車道，兩邊的車距遠遠小於前後車距。如果環繞一顆黑洞，行星系統的車道進一步收縮。車子沒有發生變化，但彼此間的距離更近並且仍處於穩定狀態。」這允許大量行星處在系統的適居區。根據地球的希爾半徑，雷蒙德估計太陽周圍同一區域可以存在6顆處於穩定軌道的地球級行星。

多星系統藝術概念圖

環繞一顆質量相當於100萬個太陽的黑洞時，行星之間的最小距離只有0.001個天文單位，並且仍擁有穩定軌道。計算結果顯示，環繞黑洞和9個太陽的同一區域可以容納大約550個地球。不過，這一假設存在一個缺陷，黑洞必須保持當前的質量。如果質量增大，550顆行星的希爾半徑將進一步萎縮。一旦希爾半徑萎縮到與地球級行星一樣的程度，黑洞便開始撕裂行星。

在這樣的系統，行星的軌道周期大幅加快，一年的時長大幅縮短。處在適居區內側的行星一年只有1.6天，外側行星也只有4.6天。行星的天空將異常擁擠。如此多的行星沿著相距很近的軌道運行，彼此之間會「擦肩而過」。

《星球大戰》中的雙日落景象

如果地球處在這樣的系統，人類看到的附近行星將和月球一樣清晰和巨大。還記得《星球大戰》中的場景嗎？年輕的盧克·天行者站在沙漠上，看著兩顆「太陽」從天空中落下。

根據雷蒙德的計算，9個太陽每3小時環繞黑洞一周。每20分鐘，便有一顆太陽在黑洞後方穿過，整個穿越過程只有49秒。此時，將出現引力透鏡效應，黑洞聚焦射向行星的太陽光線，讓太陽的外形發生扭曲。

雖然這樣的終極太陽系可能永遠無法成為現實，但研究這種系統的物理可能性卻也是一個非常有趣的過程。一個高度先進的外星文明能夠拖拽一個系統的恆星和行星，讓它們環繞黑洞運行，人為製造出終極太陽系。

來源：漫步宇宙

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！