浩瀚宇宙中，黑洞猶如一隻吞噬猛獸，沒有任何物質能從它的巨大引力「魔爪」中逃脫，就連光也不例外。
近日，有研究團隊提出，超大質量黑洞周圍存在類似圍繞恆星運轉的行星。這類行星是如何形成的？是否普遍存在？它們又是如何被發現的？這些行星上是否有生命存在？
「只要條件合適，即使在惡劣的環境中，如黑洞周圍，也能形成行星，」鹿兒島大學的Keiichi Wada教授說道。該教授負責研究活躍星系核(AGN)，這是種被黑洞激發的發光體。
在新形成的年輕恆星周遭，圍繞著濃密的氣體，這種氣體呈盤狀結構，學術名為原行星盤(protoplanetary disk)。根據最新理論，行星就是由原行星盤中的塵埃聚集而成。
在黑洞附近發現行星並非一次偶然之舉。
人類是宇宙中唯一的生命嗎？為回答這個問題，科學家不斷搜尋系外行星。2019年諾貝爾物理學獎三位獲獎者中，就有兩人是因為在系外行星研究方面取得突破性進展而獲獎。截至目前，我們已發現4000多個系外行星。
「系外行星是當前天文學最熱點和最前沿的研究領域之一，科學家主要是在類似太陽這樣的恆星周圍尋找。」華中科技大學物理學院副院長吳慶文說，尋找更多系外行星，有利於理解太陽系形成、地球演化史及生命起源等謎題。
吳慶文介紹，此前科學家利用阿塔卡瑪大型毫米波/亞毫米波望遠鏡陣列（ALMA），觀測到類似早期太陽系的形成過程。首先是氣體和塵埃在自引力作用下坍縮形成恆星；隨著時間推移，恆星周圍的盤狀氣體、塵埃等會逐漸聚集形成更大團塊，並進一步凝聚，逐漸形成行星。
「我們的計算表明，在距離黑洞約10光年的地方，可以形成數萬顆質量是地球10倍的行星，」日本國家天文臺研究行星形成的Eiichiro Kokubo教授說道。「黑洞周圍可能存在規模驚人的行星系統。」
一些超大質量黑洞周圍存在大量物質，而這些物質以盤狀呈現，且密度很高。一個這樣的塵埃盤，可容納相當於10萬倍太陽質量的塵埃。這可是原行星盤中塵埃質量的10億倍。
生活在黑洞身邊，黑洞行星多少有些「擔驚受怕」。黑洞擁有強大的引力，在視界範圍之內連光都難以逃脫，即便在稍遠一點的地方，黑洞周圍強大的潮汐力也可能將天體撕碎。這聽上去非常恐怖，但隨著距離進一步增大，黑洞引力將會迅速減小，在一定距離以外（約幾光年），炙熱氣體的運動幾乎不再受黑洞引力控制。所以，黑洞行星的形成條件已決定它不會被黑洞吞噬。
吳慶文說，宇宙存在數千億個星系，每個星系又存在數千億顆恆星，因此類地行星必然存在，黑洞行星或許也應該普遍存在。因距離遙遠，人類對銀河系中心超大質量黑洞周圍的行星進行直接探測，還存在巨大困難。
此前俄羅斯著名宇宙學家維切列夫·道庫恰耶夫稱，儘管黑洞被認為是太空中最具破壞性的力量，然而它內部的環境條件卻適合生命存在，更令人震驚的是，擁有「超級文明」的外星人可能已存在於黑洞裡。
道庫恰耶夫提出了某些黑洞類型的可能性。他說，在一個帶電旋轉的黑洞內部，某些區域的光子能在穩定的周期軌道上存活。也就是說，儘管黑洞破壞性無比強大，但是它的內部環境卻適合生命存在。
不過類似地球這種行星圍繞類太陽恆星運轉，可以獲得陽光滋潤，而黑洞行星未必具有這個條件。雖然不排除黑洞周圍可能形成類似太陽系的恆星和行星系統，然而黑洞行星與黑洞的距離比地球到太陽的距離大很多，對於形單影隻的黑洞行星而言，不一定像地球一樣擁有陽光。
銀河系中心黑洞輻射主要是在X射線波段，而太陽輻射主要是在光學波段，意味著黑洞行星無法獲得較好的日照。此外，超大質量黑洞周圍存在很多高能活動現象，這些高能X射線輻射或紫外輻射會將行星表面的大氣電離並吹走。火星表面大氣極其稀薄，正是因為其大氣幾乎都被太陽風剝離。
吳慶文說，生命存在需要特定條件，比如適宜的溫度、水等。行星形成後，根據中心恆星的光度和與行星的距離，我們可以估算行星的表面溫度，判斷其是否宜居。如果黑洞行星是孤立的，很難具備上述條件。此外，考慮到黑洞周圍X射線暴發、黑洞潮汐瓦解、中心區域超新星爆發等高能事件，生命在這裡生存十分困難。
素材來源 | 央視網 科技日報 科學解碼 騰訊太空
編輯 | 顧楊樂
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