天文科普:能否推翻天文公知?理論研究表明,有行星圍繞超大質量黑洞運行!
來源:博科園
發布時間:2020-05-16
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兩(liang) 個(ge) 領域的理論家挑戰了現有公知,即行星隻圍繞像太陽這樣的恒星運行,他們(men) 提出了在超大質量黑洞周圍存在數千顆行星的可能性。鹿兒(er) 島大學研究活動星係核的教授Keiichi Wada表示:在適當的條件下,即使在惡劣的環境中,比如黑洞周圍,也可以形成行星,活動星係核是由黑洞提供能量的發光物體(ti) 。根據最新的理論,行星是由圍繞一顆年輕恒星原行星盤中蓬鬆的塵埃聚集而成。

但是年輕恒星並不是唯一擁有塵埃盤的天體(ti) ,在一種新的方法中,研究人員專(zhuan) 注於(yu) 星係核中超大質量黑洞周圍的重圓盤。日本國家天文天文台研究行星形成的教授Eiichiro Kokubo說:我們(men) 的計算表明,質量是地球10倍的數萬(wan) 顆行星可能在距黑洞約10光年的地方形成,在黑洞周圍,可能存在規模驚人的行星係統。一些超大質量黑洞周圍有大量的物質,形成一個(ge) 重而致密的圓盤,一個(ge) 圓盤可以包含多達太陽質量100000倍的塵埃。

這是原行星盤塵埃質量的10億(yi) 倍,在原行星盤的低溫區域,帶有冰蓋的塵埃顆粒粘在一起,演化成蓬鬆的聚集體(ti) 。黑洞周圍的塵埃盤密度如此之大,以至於(yu) 來自中心區域的強烈輻射被阻擋,形成了低溫區域。研究人員將行星形成理論應用於(yu) 繞核圓盤,發現行星可能在幾億(yi) 年前形成。目前,還沒有檢測黑洞周圍這些行星的技術,然而研究人員預計這項研究將打開天文學的一個(ge) 新領域。

作為(wei) 塵埃增長基本過程的自然結果,研究發現在超大質量黑洞(SMBH)周圍可以形成一類新的行星,研究人員研究了從(cong) 亞(ya) 微米大小的冰塵單體(ti) 到“雪線”外地球大小天體(ti) 的生長路徑,位於(yu) 低光度活動星係核(AGN)中超大質量黑洞的幾個(ge) 片段,與(yu) 原行星盤相比,“徑向漂移屏障”並不阻止小行星的形成,在演化的早期階段,塵埃顆粒之間的低碰撞速度促進粘滯。

因此,粉塵聚集體(ti) 的內(nei) 部密度隨生長而降低。當多孔集料的尺寸達到0.1-1 cm時,碰撞壓縮變得有效,內(nei) 部密度的降低停止。一旦形成了10-100米大小的聚集體(ti) ,它們(men) 就從(cong) 氣體(ti) 湍流中解耦出來,集合層變得重力不穩定,導致通過層的碎裂形成行星,質量是地球的十倍。生長時間尺度取決(jue) 於(yu) 周核圓盤的湍流強度和黑洞質量MBH,它與(yu) 低質量(MBH∼106M∼)超大質量黑洞的活動星係核壽命(MBH⊙108yr)相當。

博科園|www.bokeyuan.net

博科園|研究/來自:日本國立天文台

參考期刊《arxiv》《天體(ti) 物理學》


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