黑洞终极太阳系:超大分离的黑洞,9星和550个行星

在爱因斯坦发表他的时候不久 一般相对论理论 1915年,物理学家开始推测存在黑洞的存在。这些时空的区域从中没有(甚至是甚至光)可以逃脱是最庞大的恒星结束时自然发生的’生命周期。虽然黑洞一般被认为是贪婪的食物,但一些物理学家们想知道他们还可以支持自己的行星系统。

寻求解决这个问题, 肖恩雷蒙德博士 –目前在BOURDEAUX大学的美国物理学家–创建了一个假设的行星系统,其中一个黑洞位于中心。基于一系列重力计算,他确定了一个黑洞能够在稳定的轨道上保持九个单独的太阳,这将能够在一个可居住的区域内支持550个行星。

他命名这个假设的系统“黑洞终极太阳系“,这包括一个非旋转的黑洞,这是巨大的太阳巨大。这大约是四分之一的质量 射手座a *, 这 超大的黑洞 (SMBH)居住在银河系中的中心(包含4.31万太阳能群众)。

从Sagittarius A *,在银河系中的中心的超迹线孔中检测异常明亮的X射线火光。信用:NASA / CXC / Stanford / I。 zhuravleva等。

由于雷蒙德表示,在系统中心具有这种黑洞的直接优势之一是它可以支持大量的太阳。为了他的系统,Raymond选择了9,以为他表示,由于中央黑洞的纯粹的引力影响,他表明了更多。正如他写在他的那样 网站:

“鉴于黑洞是多大的,一个戒指最多可以容纳75个太阳!但这会让居住区远远地走得远,我不希望系统太散发出来。所以我会在戒指中使用9个太阳,这将一切移动到3.让我们把环放在0.5奥,超出最稳定的圆形轨道(约0.02α),但在可居住的区域内很好(来自大约2.7至5.4 AU)。”

在系统的中心具有黑洞的另一个主要优点是它缩小了所谓的“Hill radius”(又名。山球或罗氏球)。这基本上是一个地球周围的区域,其重力在恒星轨道的轨道上占主导地位,因此可以吸引卫星。根据Raymond的说法,一个星球的山径大约在距离太阳周围的百万夜黑洞中的100倍。

这意味着如果它们在黑洞而不是太阳,则给定的空间区域可以稳定地适合100倍的行星。因为他 解释:

“行星彼此超级靠近,因为黑洞的重力是如此强大!如果行星很少玩具 风火轮 汽车,大多数行星系统都像正常高速公路一样布局(侧面注意:我喜欢热轮)。每辆车都在自己的车道上,但汽车比它们之间的距离小得多要小得多。在黑洞周围,行星系统可以缩小到热轮尺寸的轨道。热轮汽车 - 我们的行星 - 根本不改变,但它们可以保持稳定,同时更接近在一起。他们不触摸(这不会稳定),它们只是更靠近在一起。”

这是允许许多行星与系统一起放置’苏堡区。基于地球’S Hill Radius,Raymond估计,大约六个地球质量行星可以在太阳周围的同一个区域内装入稳定的轨道。这是基于,地球质量行星可以彼此大致为0.1,保持稳定的轨道。

鉴于太阳’居住区大致对应于金星和火星之间的距离–分别为0.3和0.5 au离开–这意味着有0.8个房间使用。然而,在一个带有100万太阳能群众的黑洞周围,最接近的邻近的行星可能只是1/1000TH. (0.001)一个au远,仍然有一个稳定的轨道。

做数学,这意味着大约550个地球可以适应在同一个区域,绕黑孔和九个太阳。对于这一整个场景存在一个微小的缺点,这是黑洞必须保持在当前质量。如果要变得更大,它会导致其550个行星的山顶进一步缩小。

一旦山顶被下降到与任何一个地球行星一样的尺寸相同,那么黑洞就会开始撕裂它们。但是,在100万太阳能群体,黑洞能够舒适地支持大量行星系统。“凭借我们百万年的黑洞,地球的山坡半径(其当前的轨道)已经缩小到极限,只是地球的实际半径两倍多,” he says.

地球群行星紧密包装的轨道的例证在轨道的在轨道的轨道(在黑色)与围绕一个超级分类的黑洞(绿色)。信用:肖恩雷蒙德

最后,Raymond认为生活在这种系统中的含义。一个,在系统内的任何地球上一年’由于他们的轨道周期会更快的事实,他的居住区会更短。基本上,每年将在可居住区内边缘的行星上持续大约1.6天,并且在可居住区的外缘的行星的行星为4.6天。

另外,在系统中的任何行星的表面上,天空会更多拥挤!在紧密轨道上有这么多行星,他们将彼此非常接近。基本上意味着从任何单独的地球的表面,人们就可以看到附近的地球,就像我们在某些日子里看到月亮一样清晰。作为Raymond说明了:

“以最近的方法(结合)行星之间的距离大约是地球距离的两倍。这些行星都是地球大小的,比月亮大约4倍。这意味着,连接每个星球最近的邻居出现了两倍于天空中满月的两倍。并且有两个最近的邻居,内部和外部。此外,下一个最近的邻居是遥远的两倍,所以它们仍然像在联合期间的满月一样大。还有四个行星在结合期间至少为满月至少半满月。”

他还表明,几乎每次轨道上几乎会发生连词,这意味着每隔几天,都不会在天空中传递巨型物体。当然,会有太阳’他们自己。召回星球大战中的那个场景,年轻的卢克斯沃克尔正在观看沙漠中的两个太阳队?好吧,它会像那样,除了更酷的方式

根据Raymond ’■计算,九个太阳每三个小时将完成黑洞周围的轨道。每20分钟,其中一个太阳会通过黑洞后面,只需49秒即可这样做。此时,将发生引力透镜,黑洞将聚焦太阳的地方’朝着行星的光线,扭曲了太阳的表观形状。

为了说明这看起来像什么,他提供了由创建的动画(如上所示) –一个行星典范,为kerbal和其他程序开发空间图形– using 空间引擎.

虽然这种系统可能永远不会发生在自然界中,但是有趣的是知道这样的系统将是物理上可能的。谁知道?也许是一种足够先进的物种,能够从一个系统中拖动星星和行星,并将它们放在一个黑洞周围的轨道上,可以使这个终极的太阳系。也许是Seti研究人员的东西,也许是什么?

这个假设的运动是雷蒙德两部分系列的第二部分,标题为“黑洞和行星”。在第一期,“黑洞太阳系“如果我们的系统围绕着黑洞 - 太阳二进制文件,雷蒙德考虑了它是什么样的。正如他所指出的那样,最少说,地球和其他太阳能行星的后果是有趣的!

Raymond最近也通过提出在终极太阳系上扩展 百万地球太阳能系统。在他的网站上查看他们, PlanetPlanet..net..

进一步阅读: PlanetPlanet.

其中一个替补师-1行星具有铁芯

2017年2月一支欧洲天文学家团队宣布发现七个星球系统绕附近的星星Trappist-1进行了发现。除了所有七个行星都是岩石的事实之外,他们在Trappist-1的中有三个造成的奖金 居所。从那时起,已经进行了多项研究以确定这些行星中的任何一个是否可居住。

根据这一目标,这些研究专注于这些行星是否具有大气,其组成及其内部。其中一个 最新研究 由来自哥伦比亚大学的两位研究人员进行’s 酷世界实验室,谁确定了一个Trappist-1行星(Trappist-1E)的一个具有大型铁芯–一个可能对这个星球产生影响的发现’s habitability.

继续阅读 “其中一个替补师-1行星具有铁芯”

另一位附近的红矮星星系统,另一个可能的外出发现了!

在过去的几年里,没有太阳能行星发现没有缺乏哪个轨道红矮星。仅在2016年和2017年,天文学家宣布在Proxima Centauri附近发现一个陆地(即岩石)行星(Proxima B.), 一种 七个行星系统 轨道轨道轨道 - 1,以及超地球轨道的LHS 1140的附近恒星(LHS 1140B.)和GJ 625(GJ 625B.)。

最近德克萨斯州阿灵顿大学(Uta)的最新发现,物理学家最近可能是最新的发现 宣布 可能发现了像地球上的地球轨道胶合832,一个红矮星距离酒店只有16岁的光。在过去,天文学家检测到两个外产曲线玉米胶杆菌832.但是在进行一系列计算后,UTA团队表明,额外的地球上的星球可以是轨道的轨道。

研究其调查结果的研究标题 “GJ 832系统中可能的地球质量行星的动态“,最近出现在 天体物理学杂志。 由Suman Satyal博士领导–uta的物理研究员,讲师和实验室监督员–使用数值和详细的相空间分析,该团队试图调查勃廖岛832周围的行星轨道的稳定性。

艺术家ic representation of the 潜在可居所 exoplanet Gliese 832c as compared with Earth. Credit: PHL/UPR Arecibo.

如图所示,过去的辉光832周围发现了另外两种外产上午,包括2008年的木星样气体巨头(Gliese 832b),以及2014年的超级地球(Gliese 832c)。在许多方面,这些行星不能更加不同。除了弥撒的差异之外,它们在轨道方面差异很大–在约0.16AU和距离3至3.8 Au的距离的距离处伸出距离832b轨道,并且在距离为3至3.8 au的距离。

因此,UTA团队试图确定是否可能有一个第三个星球,两者之间有一个稳定的轨道。为此,他们对三个星座和四个身体系统进行了数值模拟,其中行星的三个行星系统围绕着椭圆形轨道。这些模拟考虑了大量初始条件,这允许行星的所有可能的状态(AKA。S期间仿真)’要代表的轨道。

然后,它们包括Gliese 832的径向速度测量,基于具有1至15个地球质量的行星的存在,占它们。应该注意的径向速度(RV)方法,基于星的变化决定了星周围的行星存在’s速度。换句话说,星形来回移动的事实表明它受到行星系统的存在的影响。

模拟明星’使用假设的行星系统的RV信号也允许UTA团队限制这些行星将轨道的平均距离(又名。它们的半主轴)及其上部批量限制。最后,他们的结果为存在第三个行星的存在提供了强烈的迹象。作为萨蒂尔博士在UTA解释 新闻稿:

“我们还使用来自轨道参数的时间演变的集成数据来生成系统中已知的合成径向速度曲线和地球状行星的综合径向速度曲线。我们获得了几种径向速度曲线,用于不同的质量和距离,指示可能的新中间行星。”

图3是距离Gliese 832周围的第三个外产的可能轨道,一家位于距离酒店仅有16个轻微的距离。信用:Uta.edu/suman satyal

基于它们的计算,胶釉832系统的这种可能的行星将在1到15个地球块之间,并且将轨道轨道在0.25至2.0 au的距离。他们还确定它可能有一个稳定的轨道达到约10亿年。作为萨蒂尔博士 表明的,所有来自辉丝832系统的迹象都朝向有第三个行星。

“通过系统,轨道动力学和合成径向速度信号分析的长期轨道稳定性支持这种可能的行星的存在,” he said. “同时,仍然需要大量大量的径向速度观测,以及直接成像,以确认胶合件832系统中可能的新行星。“

亚历山大·韦斯,UTA物理椅,也赞成这一成就, :

“这是一个重要的突破,证明了可能存在一个潜在的新行星绕着自己的星星的存在。萨蒂尔博士能够证明这个星球可以在红矮人的可居住区中保持稳定的轨道超过10亿多年来非常令人印象深刻,并展示了我们部门的天体物理集团的世界级别能力。“

艺术家’靠近红矮星的超地轨道的印象。信用:M. Weiss / CFA

另一个有趣的潮汐是这个星球’S轨道会将其放置在薄膜832中’苏堡区。虽然超大地球薄膜832c具有偏心轨道,但是将其放在该区域的内边缘,这第三个行星将在最近的轨道上介绍其外边缘。在这个意义上,胶丽了832’S两个超地球非常好,是金星类和马斯的自然界。

展望未来,萨蒂尔博士和他的同事自然是为了确认这个星球的存在,而其他机构肯定会进行类似的研究。这个明星系统还是另一个肯定是未来几年后续研究的主题,最有可能是下一代空间望远镜 詹姆斯韦伯太空望远镜.

进一步阅读: 德克萨斯大学阿灵顿, 天体物理学杂志

新的研究声称有四个外延上午围绕最近的太阳般的明星!

最近的Exoplanet研究领域是一个激动人心的时刻!去年夏天,来自欧洲南部天文台(ESO)的研究人员宣布发现地球的地球(Proxima B.)位于最接近我们自己的星系中。只有六个月前,一个国际天文学家团队宣布发现 七个岩石行星 绕附近的星星替身-1。

但是,对于那些希望在地球上找到一个可居住的星球的人来说,这是一个最令人鼓舞的发现,这是一个国际天文学家队刚刚宣布发现 四个外延候选人 在TAU CETI系统中。除了靠近太阳系–距离酒店仅有12个灯光–这个发现也是鼓励,因为星球候选人轨道是一个明星非常喜欢我们自己!

详细说明这些发现的研究– “色彩差异有所不同:Tau Ceti周围四个星球候选人” –最近出现在线,已被接受在出版物中被接受 天体学科。 由研究人员领导 天体物理学研究中心 (汽车)在赫特福德郡大学,团队使用噪声消除模型分析了Tau Ceti,以确定四个地球状行星的存在。

该图示比较了附近的四星级Tau Ceti(顶部)和太阳系(底部)内部行星中检测到的四个行星。信用:Fabo Feng / Car / Univ。赫特福德郡

由于仪器,观察和数据共享的持续改进,这一发现是可能的,这是允许进行不断增长的敏感性的调查。作为史蒂文Vogt,在UC Santa Cruz的天文学和天体物理学教授和本文的一个共同作者,在UCSC中表示 新闻稿:

“我们目前终于通过了来自多个独立观察者的大型组合数据集的非常复杂的大型组合数据建模,我们可以解开由于来自地球大小的轨道行星的引力拖船产生的非常微小的信号而导致的噪音。”

这是Tau Ceti的长线调查中的最新状态,这对天文学家感兴趣了几十年。到1988年,恒星系统进行了几项径向速度测量,该系统排除了木制的距离上大量行星的可能性。 2012年,来自UC Santa Barabara的天文学家呈现 一项研究 表明Tau Ceti可能是由 五个外延上午,其中的两个是在明星内’s habitable zone.

该研究背后的团队包括一些生产此次最新研究的成员。当时,领先作家Mikko Tuomi(赫特福德郡大学)是最近的一个合作者,最近的一个)是努力开发更好的数据分析技术,并将这个明星作为基准案例。随着Tuomi解释的,这些努力使他们能够排除先前已被识别为行星的两个信号:

“我们提出了一种巧妙的方式,可以讲述由行星引起的信号之间的差异和由明星引起的信号之间的差异’S活动。我们意识到我们可以看到明星’S的活动在不同的波长下不同,并且使用该信息将此活动与行星信号分开。”

艺术家’基于2012年检索的数据的Tau CETI系统的印象。学分:J.Pinfield / Univ。赫特福德郡

为了这个最新的研究–这是由汽车成员Fabo Feng领导的–该团队依靠数据提供的数据 高精度径向速度行星搜索器 (竖琴)光谱仪在ESO’S智利的La Silla天文台,以及 高分辨率梯度光谱仪 (雇用)在夏威夷Mauna Kea的W. M. Keck天文台的仪器。

从此,他们能够创建一个删除的模型“波长依赖噪声”从径向速度测量。将该模型应用于由Tau CETI制成的调查后,他们能够获得足够敏感的测量以检测星的变化’S运动小于每秒30厘米。最后,他们得出结论,Tau Ceti有一个不超过四个外产的系统。

随着Tuomi所示,经过几次调查和消除外来噪音的尝试,天文学家最终可以清楚地了解Tau Ceti的行星有多少,以及什么类型。“[n]问题我们如何看待明星,似乎至少有四个岩石行星绕过它,” he said. “我们正在慢慢学习,讲述由行星引起的摆动和由恒星活性表面引起的差异。这使我们能够基本上验证系统中两个外部潜在居住行星的存在。”

他们进一步估计了它们的精致测量,即这些行星具有四个地球质量(AKA)的质量范围。“super-Earths”)低至1.7个地球群众,在附近的阳光明星周围检测到的最小行星中。但大多数令人兴奋的是,这两个行星(Tau Ceti E和F)都位于明星内’s habitable zone.

最近的研究表明,岩石行星绕矮小恒星的岩石行星将被整体锁定并受到强烈的辐射,减少其可居住的机会。信用:M. Weiss / CFA

原因是因为tau ceti是一个g型(黄色矮人)星,它使它类​​似于我们自己的太阳–大约0.78倍,一半像明亮一样。相比之下,许多最近发现的Exoplanets–如Proxima B和Trappist-1的七个行星–所有轨道m型(红色矮人)星星。与我们的阳光相比,这些恒星是可变的,不稳定,增加了他们剥离各自的行星的气氛的机会。

此外,由于红矮人比我们的阳光多得多,因此岩石的星球将不得不与他们密切关注的轨道,以便在其可居住的区域内。在这种距离处,地球可能是锁定的,这意味着一侧将不断地面对太阳。这也使得生活的几率在任何这样的星球上漂亮苗条。

因此,天文学家一直期待着围绕着尺寸,质量和亮度的恒星围绕着更多的外延上午。但在任何人太兴奋之前,重要的是要注意这些世界是超级地球–最多四倍的地球质量。这意味着(取决于它们的密度也是如此)在这些行星上可能出现的任何生命都会受到显着增加的重力。

此外,颗星环绕着巨大的碎片盘,这意味着这些最外面的行星可能受小行星和彗星的密集轰击。这不是没有’对于这些行星上的潜在生活,它恰好钻孔!尽管如此,这项研究仍然非常令人鼓舞,有很多原因。除了在像太阳般的明星周围寻找强大的证据,导致其检测的测量是最敏感的日期。

艺术家’s impression of how an infant earth might look. Credit: ESO.

在他们的方法改善的速度下,研究人员根本应该立即到达10厘米的每秒限制。这是检测地球类似物所需的敏感水平–又名。外表猎人的黄铜戒指。冯 表明的:

“我们对这种弱势摆动的检测是寻找地球类似物和对地球的理解的里程碑’通过与这些类似物进行比较的居民。我们引入了新方法来消除数据中的噪声,以露出弱行星信号。”

想一想!根本没有时间,外延猎人可以找到一个不仅非常接近地球的大小和质量的全球,而且在他们的明星可居住的区域内也是轨道。此时,科学家们肯定会像仿佛术语一样分配“潜在可居所” and “Earth-like”并开始使用术语“Earth-analog”信心十足地。没有更多的模糊性,只是坚定的信念,地球不是独特的!

我们在银河系中估计了1000亿行星,我们’肯定在这里找到几个地球。一个人只能希望他们像我们自己一样崛起,他们是他们自己的心情聊天!

进一步阅读: UCSC., arxiv

研究人员认为他们知道为什么维纳斯不会’T有像地球一样多的火山

表面的表面 金星 自太空时代开始以来,对科学家们来说是一个神秘的人。由于其致密的气氛,其表面无法直接观察。在探索方面,唯一的渗透到气氛或到达表面的任务只能在几个小时内传递回来的数据。我们已经设法学习的是多年来一直致力于加深其奥秘。

例如,多年来,科学家已经意识到金星经历类似于地球的火山活动(如证明) 照明风暴 在其大气中),但在其表面上检测到很少的火山。但谢谢 新研究 来自 地球和环境科学学院 (看到)在圣安德鲁斯大学,我们可能已准备好将那个特殊的神秘睡觉。

该研究由Sami Mikhail博士,讲师萨米·米科尔博士进行,该研究人员在斯特拉斯堡大学的研究人员的帮助下。在审查金星’地质过去,米哈伊尔和他的同事们试图了解我们的太阳系中最像地球的地球,比地球的地质有效程度相当较低。根据他们的发现,答案在于金星的性质’外壳,具有更高的可塑性。

图像的形象“pancake volcanoes”位于Eistla地区,由Magellan Space Probe拍摄。信用:NASA / JPL

这是由于金星上的热量’表面,平均为737 k(462°C; 864°F),白天和夜间或一年之间的变化很小。鉴于这种热量足以融化铅,它具有保持金星的效果’以软化和半粘性状态的硅酸盐外壳。这可以防止熔岩岩浆能够在行星中穿过裂缝’地壳和形成火山(因为他们在地球上做)。

事实上,由于地壳不是特别固体,因此裂缝根本不能形成岩石中的,这导致岩浆卡在柔软的可锻射外壳中。这也是防止金星体验的构造活动,类似于地球经验,平板漂移在地面和碰撞中,偶尔迫使岩浆通过通风口向上。这个循环应该注意到,对地球至关重要’S碳循环并在地球中发挥重要作用’s climate.

这些发现不仅可以解释一个关于金星的较大的谜团之一’地质过去,但他们也是朝着地球之间区分的重要一步’s “sister planet”。这对太阳系的影响远远超过太阳系。正如Mikhail博士在圣安德鲁斯大学所说 新闻稿:

“如果我们能够理解两个,几乎相同,行星都是非常不同的,那么我们作为地质学家,可以向天文学家通知人类如何找到其他可居住的地球像地球,避免了不可居住的地球样的行星更多的维纳斯 - 就像贫瘠,热情和地狱般的荒地。“

火山和熔岩在金星上流动。信用:NASA / JPL

在太阳系内的尺寸,组成,结构,化学和其位置(即在阳光下 ’居住区),金星是像迄今为止的地球上最大的地球。然而,它稍微靠近太阳的事实导致它具有巨大不同的氛围和地质历史。这些差异是让它成为今天的地狱般的,不可居住的地方。

除了我们的太阳系之外,天文学家发现了数千个外产的轨道各种恒星。在某些情况下,行星靠近他们的太阳并且占有一个气氛,行星被指定为存在“像金星一样“。这自然而然地将它们与外行的行星分开,这是外产猎人特别感兴趣的– i.e. the “地球” ones.

在他们的地质和环境条件下,这两个非常相似的行星可以如此急剧地不同的是,能够讲解有利于生命和敌对的行星之间的差异。当我们开始研究多个行星系统时,这只能派上派上用场(例如七个行星系统 Trappist-1) 接近一点了。

进一步阅读: 圣安德鲁斯大学

我们如何Terraform Jupiter’s Moons?

继续我们的“特色指南“,今日宇宙很乐意向我们的Terraforming Jupiter展示’S Moons。像地产内太阳系统一样,有一天可能是可行的。但我们应该吗?

Arthur C. Clarke的粉丝可能会记得他的小说中的方式, 2010: Odyssey Two (或电影适应调用 2010年:我们联系的那一年),外来物种将木星转变为新星。在这样做,木星 ’S Moon Europa永久地使其冰冷的表面融化,形成了一个氛围,生活在月球上的所有生命’S海洋开始涌现并茁壮成长。

正如我们在上一个视频中解释的那样(“木星可以成为一个明星“)将木星变成一个明星不完全是可行的(尚未,无论如何)。但是,有几个关于如何改变一些木星的建议’S Moons为了使他们居住在人类。简而言之,人类可能会让更多的Jovians成为一个,以便有一天适合全面的人类沉降。

继续阅读 “我们如何Terraform Jupiter’s Moons?”