“當我們注意到這種質量和尺寸范圍的行星形成時,完全驚呆了。”一個科學團隊驚訝地發現,星系中最明亮、最動蕩的區域——由超級黑洞引擎驅動的活動星系核——可能是數百萬顆行星的誕生地。這些區域通常比其所在星系中所有恒星加起來還要耀眼。
活動星系核的構成頗為特殊。超級黑洞被巨量氣體和塵埃包圍,這些物質在黑洞周圍旋轉,形成扁平的盤狀結構——吸積盤。吸積盤緩慢地將部分物質喂給黑洞,另一些物質則被引導至黑洞兩極,以接近光速的高能等離子體噴流噴射而出。中心超級黑洞的質量可達太陽的百萬倍甚至數十億倍,其巨大引力在吸積盤的氣體和塵埃中產生強烈摩擦,使它們在整個電磁波譜上發出耀眼光芒。
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這項發現之所以令人驚訝,在于盡管活動星系核富含氣體和塵埃這些行星的構建材料,但吸積盤內的湍流條件通常不被視為形成行星的理想環境。然而,這些盤狀結構的邊緣區域,其溫度和條件可能與新生恒星周圍孕育行星的原行星盤相似。問題隨之而來:隨著時間的推移,是否有足夠多的塵埃聚集在一起,最終成長為行星?
為了驗證這一可能性,科學家們創建了一個超級黑洞及其吸積盤的計算機模型,并添加了吸積盤邊緣區域的條件數據。他們隨后觀察了塵埃聚集的速度,以及初生行星在數百萬年間如何成長。研究團隊成員、科羅拉多大學博爾德分校研究員Bhupendra Mishra表示:“我們發現,在距離超級黑洞數十秒差距(1秒差距約為3.3光年)的地方,可能形成數百萬顆木星質量的行星,這些超級黑洞同時也是活動星系核。它們是超過木星質量的塵埃巨物,看起來會像熔巖球。”
Mishra補充說,與類似太陽的恒星在嬰兒期周圍的盤狀結構相比,活動星系核超級黑洞周圍的盤狀結構氣體含量更高,因此行星形成的潛力從恒星周圍可能出現的少數幾顆世界,增強到了超級黑洞周圍可能存在的數百萬顆行星。他解釋說,超級黑洞周圍行星形成的底層機制是一種叫做“流不穩定性”的現象,它允許形成多條巨大的塵埃細絲,這些細絲正是大量行星的誕生地,最終導致數百萬顆行星潛伏在活動星系核盤狀結構的外圍區域。
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