“火电站可吸入颗粒物团圆加强除灰协作烟气脱硫废水零排放”

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在广阔的宇宙中，黑洞就像吞噬猛兽，没有什么物质能逃避它巨大的重力“魔掌”，光也不例外。

最近，一个研究小组提出，超大质量黑洞的周围存在着绕恒星旋转的行星。 这样的行星是怎么形成的？ 普遍存在吗？ 他们是怎么发现的呢？ 这些行星上存在生命吗？ 带着这些问题，科技日报记者采访了华中科技大学物理学院副院长吴庆文教授。

决定黑洞行星是否“诞生”

在黑洞附近发现行星不是偶然的。

人类是宇宙中唯一的生命吗？ 为了回答这个问题，科学家不断地搜索系外行星。 2019年诺贝尔物理学奖获得者3人中，有2人因在系外行星研究方面取得了划时代的进展而获奖。

至今已发现4000多颗系外行星。

“系外行星是目前天文学最热点和最先进的研究行业之一，科学家首先要围绕太阳这样的恒星寻找。 ’吴庆文说，寻找越来越多的系外行星，有助于理解太阳系形成、地球进化史、生命起源等之谜。

最近，日本研究小组表示银河系中心黑洞周围也可能存在许多行星，这一新观点突然引爆了学术界。

据吴庆文介绍，此前科学家利用阿塔卡玛大型毫米波/亚毫米波望远镜阵列( alma )观测到了类似早期太阳系形成过程的东西。 首先是气体和尘埃在自身引力的作用下崩溃成为恒星； 随着时间的推移，恒星周围的圆盘状气体、尘埃等逐渐凝聚形成更大的团块，进而聚集形成行星。

日本天文学家说，气体和尘埃不是年轻恒星所特有的，银河中心黑洞周围也存在大量的气体和尘埃，其质量是原恒星盘的数十亿倍，银河系中心黑洞这样阴暗寒冷的超大质量黑洞也可能是孕育行星的理想场所。

冰的形成和越来越多的气体、尘埃等的凝结是形成行星的重要条件。 吴庆文说，在黑洞周围的气柜中，离黑洞越近，气体温度越高，但在一定距离之外，是足以将水变成冰的温度。 根据计算，在太阳质量400万倍的超大质量黑洞，如银河系中心，只要距离黑洞约10光年，就能凝结尘埃和水等气体，形成地球质量数倍至数千倍的行星，这些行星被称为黑洞行星

住在黑洞旁边，黑洞的行星多少有些“吃惊”。 黑洞具有很强的重力，在视界范围内甚至光也很难逃逸，即使在稍远的地方，黑洞周围强大的潮汐力也有可能将天体粉碎。 这听起来可能非常可怕，但是随着距离的进一步加大，黑洞的重力会迅速减少，在一定距离(约几光年远的地方，热气体的运动几乎不受黑洞重力的控制。 因此，黑洞行星的形成条件决定了它不会被黑洞吞噬。

遥远的距离，黑洞行星形成了生长的温床。

另辟蹊径寻找类地行星

吴庆文说，宇宙中有数千亿个星系，每个星系中有数千亿个恒星。 由于这样的行星必然存在，黑洞行星也许也应该普遍存在。 由于距离很远，直接探测银河系中心超大质量黑洞周围的行星还存在很大的困难。

要找到正确的答案可能还有别的路。

此前，日本鹿儿岛大学天体物理学教授惠田敬一认为，现代天体物理学的迅速发展，有着向无习性、意外或不可能的方向迅速发展的趋势。

“人类作为生活在行星上的智慧生物，对围绕其他恒星旋转的行星产生了浓厚的兴趣。 ”吴庆文表示，太空中存在活动星系核、低光度星系核、x射线连星等不同的黑洞系统，惠田敬一团队的研究模型表明，生命周期短、光度相对较低的活动银河核周围经常出现黑洞行星。

通常，在围绕恒星运转的普通行星系中，恒星形成后，尘埃和空气在新生恒星周围的原行星盘冷却，尘埃凝结成更大的粒子，在碰撞和压缩中形成小行星，小行星之间碰撞形成更大尺寸的行星胚，最终形成木星一样的气体巨大

和恒星一样，黑洞里也有培育行星的“保育室”。 吴庆文表示，超大质量黑洞通常位于银河中心，通过吸收物质向银河提供能量。 吸收是致密的中心天体通过重力作用捕获周围介质的有效过程，被吸收的物质具有初始角动量，因此围绕中心黑洞旋转形成吸积盘。 除吸积盘外，黑洞周围还存在着巨大的尘埃圈，吸积盘外区和尘埃圈中的物质与原行星盘有一定的相似性，以此为基础考虑黑洞周围是否存在行星是合理的。

根据惠田敬一团队的模型计算结果，最有可能的黑洞行星的质量约为地球的几十到几百倍，也有可能达到行星的质量上限。 在默认两颗行星平均内部密度相似的条件下，黑洞行星的半径最大可达到地球半径的10倍。

用“夹缝”寻找地外的生命

“生命的起源是一个重大的科学命题，黑洞行星上是否有可能存在生命形态值得研究。 ”吴庆文说，生命虽然伟大，但脆弱、适宜和安全的环境在孕育生命中起着重要的作用。

吴庆文指出，虽然可以在银河中心超大质量黑洞的周围形成行星，但这样的行星和恒星周围的行星有很大的不同。

地球这样的行星围绕太阳这样的恒星旋转，可以得到阳光的滋润。 黑洞行星不一定具备这个条件。 虽然不能排除黑洞周围形成太阳系这样的恒星和行星系的可能性，但是黑洞行星和黑洞的距离比地球到太阳的距离大很多，对于只是形状的黑洞行星来说，不一定像地球一样有太阳的光。

银河系中心的黑洞辐射主要在x射线波段，太阳辐射主要在光学波段，这意味着黑洞行星得不到好的日照。 另外，超大质量黑洞周围存在许多高能活动现象，这些高能x射线辐射和紫外辐射会电离行星表面的大气并将其吹走。 火星表面的大气极薄，是因为大气几乎被太阳风剥离。

吴庆文说，生命的存在需要适当的温度、水等特定条件。 行星形成后，可以根据中心恒星的光度和行星的距离推测行星的表面温度，评价是否适合居住。 如果黑洞行星被孤立，就不容易满足上述条件。 另外，考虑到黑洞周边的x射线爆炸、黑洞的潮汐衰变、中心部的超新星爆炸等高能量，生命很难在这里生存。

一般来说，在寻找外星生命的过程中，会考虑行星是否位于适宜居住的地带，以及水是否能够以液态的方式存在于恒星周围适当的距离内，从而有可能孕育生命。

另外，要在黑洞行星上寻找生命迹象，除了满足液态水的存在条件外，还需要考虑越来越多的因素。 如果银河中心恒星等物质比较密集，黑洞行星就会因银河中心黑洞的活动而产生大量的高能射线，或者一些近距离的恒星会因中心超大质量黑洞而崩溃等，每隔几千年就会受到一点毁灭性的影响。

吴庆文说，目前关于黑洞行星的一切都是初步探索和计算，也许不久的将来，黑洞这个现代天文学“魔主”的神秘面纱就会暴露出来。

“虽然无法预测在黑洞附近探索生命征兆的可能性，但如果不永远探索的话可能性就为零。 ”吴庆文说，探索行星间本来应该如此，但人类无法知道黑洞行星上是否有生命存在的可能性。 (吴岩记者刘志伟通讯员王潇潇潇) )。