【星闻星事系列16】黑洞周围存在生命吗?

发布者:江苏省天文学会文章来源:江苏省天文学会发布时间:2019-11-20浏览次数:16


超大质量黑洞附近可能存在宜居带,但强引力场也会带来威胁。

[图片说明]:比电影《星际穿越》中更逼真的黑洞数值模拟。版权:James et al./IOP Science。

在电影《星际穿越》中,宇航员调查了绕超大质量黑洞转动的行星是否适合人类生存。根据广义相对论,黑洞附近的时空会发生弯曲,使得该电影中有一颗行星因此出现了时间延缓的效应。宇航员在行星表面度过1个小时,在黑洞影响范围外的地方则经历了几年。

这一时间延缓会对超大质量黑洞旁行星能否承载生命产生巨大影响。广义相对论的时空弯曲效应不仅会影响时间的流逝,还会影响照射到行星上的光线,进而影响到可能存在的生命。

尽管超大质量黑洞旁存在宜居行星的可能性尚不清楚,这样的想法也或许有些异想天开,但对这个问题的研究有助于更好地认识宇宙及其运转方式。

行星系统中能承载生命的区域被称为宜居带。宜居带内的温度可以维系液态水的存在,这是由恒星发光的量以及行星到恒星的距离等因素决定的。

在超大质量黑洞附近也可以定义这样的宜居带,但此时行星所接收的光照和热量并非来自恒星。超大质量黑洞周围很可能存在由高温气体组成的吸积盘。它十分明亮,足以为行星提供光照,但与地球上接收到的阳光大为不同。

超大质量黑洞的时间延缓作用会使得照射到行星上的光线的频率增大,甚至可达紫外波段。这一“蓝移”效应会让生命暴露在高能辐射下,对细胞造成损害,因此距离超大质量黑洞太近的行星并不适合生命。


原文链接:http://www.astronomy.com/news/2019/10/could-life-survive-on-a-planet-orbiting-a-black-hole
作者:Erika K. Carlson
编译:周天倚
校审:谢懿