黑洞不只毀滅一切,吸積盤外圍可能養出比地球大千倍的超級塵埃行星
我們總把黑洞想成「宇宙吸塵器」,靠近它的一切都被撕裂吞噬,但新研究反轉想像,指出超大質量黑洞外圍其實是極肥沃育星所,能催生出比木星大、純粹由塵埃組成的超級行星。
新墨西哥州立大學天文學副教授 Wladimir Lyra 團隊用電腦模擬發現,活躍銀河核(AGN)周圍吸積盤(尤其是外圍區域)的溫度、密度、氣體狀態,竟與圍繞年輕恆星周圍的原行星盤(protoplanetary disk) 非常相似,塵埃在該環境下逐漸聚集碰撞,最終可形成質量高達地球 1,000 倍的純塵埃行星。
有些行星質量還巨大到逼近恆星,暗示該區域可能有種全新恆星誕生機制:行星內部壓力及溫度飆高,最後直接點火引發核融合,硬生生從行星變成恆星,有別於傳統恆星因氣體雲局部重力不穩定而塌縮形成的路徑。
這些在黑洞周圍形成的超大質量行星/原恆星,還有機會進一步演化成質量約太陽數百至數千倍的中等質量黑洞(Intermediate-mass black holes,IMBHs),這些黑洞若往星系中心遷移就可能與其他黑洞合併,強調天文觀測史上極少發現的中等質量黑洞,實際上可能直接由活躍星系核的吸積盤養出再與其他黑洞融合,這種演化途徑比傳統恆星塌縮更快、更有效率。
不過我們怎麼證明黑洞吸積盤外圍區域可能孕育超級塵埃行星?
第一個方法是微重力透鏡效應,當這些巨型行星經過明亮黑洞吸積盤前方,會像放大鏡一樣微微扭曲活躍星系核光芒,產生獨特亮度變化曲線,NASA 即將發射的羅曼太空望遠鏡視野比哈伯望遠鏡大 200 倍,將是尋找這些特殊變化的最佳神探。
第二個方法為探測黑洞「合體」的重力波。歐洲 LISA 太空重力波天文台(雷射干涉太空天線) 能探測極低頻重力波訊號,這種波來自質量為太陽數百至數千倍的黑洞合併事件,也正是黑洞吸積盤外圍預期產生的黑洞類型。
宇宙的創造力如此不可思議,黑洞周圍領域往往象徵死亡與混亂,但在黑洞吸積盤邊緣,可能存在從塵埃到巨行星、恆星、中等黑洞的一系列誕生過程。
(首圖來源:AI 生成)