天文学家发现:超大质量黑洞可能是宇宙中最大的行星摇篮

超大质量黑洞的名声一向不好,吞噬一切、摧毁一切,是教科书里宇宙暴力的代名词。
但一篇新发布在arXiv预印本服务器上的论文,正在颠覆这个形象。纽约市立大学的研究团队提出,超大质量黑洞周围的极端环境,不仅不会阻止行星诞生,反而可能是整个宇宙中孕育行星数量最多的地方。
黑洞外围,藏着一个巨大的育婴室
要理解这个听起来反直觉的结论,需要先了解活动星系核(AGN)的结构。
当超大质量黑洞处于活跃状态时,它周围会形成一个巨大的气体和尘埃盘,物质在引力作用下螺旋向内旋转,释放出极其强烈的辐射和能量。这个盘的外缘区域,被称为"环面",距离黑洞本体已经相当遥远,温度和物质密度条件与普通恒星周围的原行星盘有着惊人的相似之处。
正是在这个区域,研究团队认为行星形成的基本条件得以满足:尘埃颗粒可以在这里存活足够长的时间,相互碰撞、聚集,逐渐滚雪球般长大,最终形成行星胚胎。

由活动星系核(也称活动超大质量黑洞)喷射出的喷流,其直径可小至几光时,却可延伸至数十万光年之外。这些宽广而飘渺的气流会在气体中形成气泡状空腔。图片来源:NASA、ESA、Leah Hustak(STScI)
研究负责人巴里·麦克纳恩和同事们将环面的温度、气体密度等参数输入磁化黑洞盘的计算机模型,系统计算了尘埃聚集速度、行星成长速率,以及这些新生行星在数百万年内能够吸积多少额外物质。
结论出乎意料地明确:"我们的近似模型表明,活动星系核尘埃环拥有宇宙中数量最多的行星。"
比木星更大,比太阳系更奇异
这些在黑洞边缘诞生的行星,和太阳系里的行星很不一样。
普通行星的成长是一个漫长的过程,地球大约花了数千万年才积累到现在的质量。但在活动星系核的环境中,强引力场和极高的物质密度大幅加速了这个过程,行星可以在相对短暂的时间内迅速积累质量,最终体积可能远超地球,甚至超过木星这样的气态巨行星。

具有三种不同中心超大质量黑洞质量的活动星系核盘的相关物理量径向分布图。图片来源:arXiv
(2026)。DOI:10.48550/arxiv.2605.19241
更奇特的是,部分新生行星如果持续吸积周围的气体和尘埃,质量可能会增长到足以触发核聚变的临界点,从而直接演变为恒星。论文作者将这一过程描述为"核心吸积通道",意味着在黑洞周围,行星和恒星之间的界限可能比我们想象的更加模糊。
研究还预测,这些环境中可能存在一类主要由尘埃构成的奇异大质量天体,其性质与太阳系内已知的任何行星类型都截然不同,是一种全新的天体类别。
这项研究并非凭空而来。早在2019年,日本国立天文台的研究团队就曾提出类似的理论框架,认为AGN尘埃环中的低光度黑洞周围具备行星形成的基本条件,此次麦克纳恩团队的工作在此基础上进行了更系统的定量建模,将行星数量估算和质量上限都推进到了更具体的层面。
理论先行,观测还需跟上
这项研究目前最大的局限,也是它最诚实的地方:所有结论都来自计算机模型,尚无直接的观测证据支撑。
超大质量黑洞周围的环境极其复杂,强辐射、高温、剧烈的潮汐力,这些因素在模型中如何被精确量化,直接决定了结论的可靠程度。现有的望远镜技术,包括詹姆斯·韦伯空间望远镜,目前还无法直接分辨出距离遥远的活动星系核环面中的行星级天体。
但这并不意味着这个方向没有价值。如果理论预测成立,天文学家或许可以通过观测AGN环面的尘埃分布异常、或者特定波段的辐射特征,间接寻找行星存在的蛛丝马迹。
宇宙中最暴力的地方,可能同时也是最多产的摇篮。这个想法本身,就已经足够令人着迷。
大家都在看
-
天空立法者开普勒:他怎么把行星的“胡乱转圈”硬生生算成定律? 你有没有想过:为什么行星绕太阳转,看起来那么稳定、那么有规律?很多人会觉得,这应该是“天生就那样”。可在科学还没成体系的年代,人们看到的是:行星位置总和理论算出来的不太一样——误差像影子一样甩不掉。而 ... 天文之最06-04
-
开普勒-90 天文学家,有一天竟然在宇宙中发现了第二个“太阳系” 天文学家在 2013 年从开普勒望远镜数据中发现开普勒 90 系统有 7 颗行星,2017 年借助机器学习算法找到第 8 颗,使其成为除太阳外已知拥有行星最多的恒星系统。开普勒 90 位于天龙座,距离地球 2500 光年,属于 F 型 ... 天文之最06-04
-
超大规模宇宙学模拟项目“千衍”团队成员接受《环球时报》专访:用高性能计算复刻虚拟宇宙 【环球时报报道 记者 马俊】编者的话:浩瀚无垠的宇宙是如何演化的、神秘的暗物质到底发挥着什么作用……这些都是当今天文领域的热门话题。想要探索其中的奥秘,除了传统的天文观测之外,天文学家们越来越多地开始借 ... 天文之最06-04
-
天文学家发现:超大质量黑洞可能是宇宙中最大的行星摇篮 超大质量黑洞的名声一向不好,吞噬一切、摧毁一切,是教科书里宇宙暴力的代名词。但一篇新发布在arXiv预印本服务器上的论文,正在颠覆这个形象。纽约市立大学的研究团队提出,超大质量黑洞周围的极端环境,不仅不会 ... 天文之最06-04
-
另一个“太阳系”:开普勒-90 天文学家怎么也没想到,有一天竟然在宇宙中发现了第二个“太阳系”!2013年,天文学家宣布他们在开普勒的数据中,发现了一个有着七颗行星的特殊行星系统——开普勒-90(Kepler-90 / KOI-351)。2017年,在机器学习算 ... 天文之最06-03
-
第谷·布拉赫丹麦天文学界的奇才及其《鲁道夫天文表》的历史贡献 引言16世纪的欧洲,正处于科学革命的风起云涌之中。哥白尼的日心说提出后,天文学领域迎来了前所未有的变革与挑战。在这一历史进程中,第谷·布拉赫(Tycho Brahe,1546—1601)以其卓越的观测能力和严谨的科学态度 ... 天文之最06-03
-
第谷·布拉赫:没有望远镜也能震惊世界的丹麦天文学奇才 大家好,今天给大家讲讲一位16世纪的天文学家,第谷·布拉赫(Tycho Brahe)。他可不是普通的科学家,而是那个时代的“天文狂人”,靠着一双“火眼金睛”和自制的超级观测仪器,完成了当时最精准的星空记录。更厉害 ... 天文之最06-03
-
布拉赫:肉眼观星的巅峰奇才,成就近代天文学两大巨匠 在望远镜尚未问世的十六世纪,人类探索宇宙的方式还停留在纯粹的肉眼观测与手工记录。没有精密光学仪器加持,却有人凭借超凡的天赋、极致的耐心与倾尽一生的坚守,将肉眼天文观测的精度推到了人类历史的顶峰,这个人 ... 天文之最06-03
-
70亿公里外冥王星实拍照片,为何让天文学家细思极恐? 2015年,NASA新视野号探测器,跨越整整9年时间、70亿公里孤独深空,精准飞掠冥王星,拍下人类史上第一组、也是唯一一组冥王星超高清实景照片。在这之前,人类对冥王星的认知,全部都是模糊猜测,天文界统一定论:冥 ... 天文之最05-31
-
科学家做了一个模拟:很可怕!科技文明或许只能持续5000年 夜空那么大,星星那么多,按理应该热闹得像菜市场。可人类竖起耳朵听了大半个世纪,对面始终一声不吭。这片诡异的安静,最近被两位伊朗物理学家算出了一个让人心里发凉的数——一个掌握科技的文明,从崛起到落幕,平 ... 天文之最05-31
相关文章
- 元代全能奇才郭守敬,一人撑起古代天文与水利巅峰。
- 细数中国多项世界之最!每一项都惊艳世界,彰显大国实力
- 爱因斯坦又赢了:人类史上最严格的光速检验,依然没找到裂缝
- 那个装了一只金鼻子的丹麦“怪人”,如何用肉眼改变了天文学?
- 别只知道圆周率!祖冲之真正的实力,被教科书骗了一辈子
- 标题:揭秘第谷布拉赫——那个改变天文学的丹麦贵族
- 假鼻、眼观星辰:望远镜之前的天文之王——第谷·布拉赫
- 【第谷·布拉赫:丹麦天文学的奇才,开普勒背后的“数据大神”】
- 第谷.布拉赫:裸眼观测的巅峰与近代天文学的奠基者
- 丹麦天文学奇才第谷·布拉赫:用精准观测开启宇宙新纪元
- 揭秘石申:战国天文学巨匠,首发现火星逆行,太阳黑子记录者
- 宇宙的终极博弈:68%暗能量对决32%引力,三种结局决定万物宿命
- 天文界奇才——第谷·布拉赫与最精确《鲁道夫天文表》的传奇故事
- 丹麦天文学奇才,他用一生观测,成就了最精确的《鲁道夫天文表》
- 标题:第谷布拉赫:那个用“金属假鼻子”开启精准观测时代的天文
- 第谷布拉赫:丹麦天文奇才,究竟为何能让开普勒都“甘拜下风”?
- 🔥星界开拓者:第谷·布拉赫,用肉眼丈量星空的天文奇才
- 天文学奇才第谷.布拉赫,如何助开普勒造出最牛天文表
- 引力透镜搜寻第一代恒星
- 天天迷信西方星座?拆解“辰”字,看老祖宗如何对黄道降维打击!
热门阅读
-
毕达哥拉斯定理,在科学界中发挥巨大作用 07-14
