当黑洞从褐矮星的气流中获取物质时,其吸积盘会变亮。褐矮星的轨道周期可能为一年(地球年),这会使远处的行星经历漫长的黑暗 “冬季” 和较为明亮的 “夏季”—— 此时,褐矮星就像一颗昏暗的第二颗太阳,通过反射、吸收并重新释放包括黑洞辐射在内的能量来发光。
黑洞的能量利用效率远超恒星。相比之下,太阳在 100 亿年的寿命中,仅能将自身约 10% 的质量转化为能量,且转化效率仅为 1%,同时亮度会随时间逐渐增加。而黑洞在吞噬褐矮星时,能量转化效率可达 20% 至 40%,释放的能量也远多于太阳。
如果这颗褐矮星的质量约为太阳的 1/12,那么黑洞从这一颗褐矮星中释放的能量,就可能是太阳在其整个生命周期中释放能量的 10 倍。这种极高的能量效率意味着,即便一颗行星的轨道远在木星之外,也能在数十亿年的时间里接收到足以维持宜居环境的光和热。
不过,在这样的系统中,行星可能会受到强烈的太阳风影响,从而频繁出现剧烈的极光现象。要在这种环境中维持行星大气层并非易事,除非这颗行星具备更强的引力、强大的磁层、活跃的地质活动,或者理想情况下,三者兼具。
以上就是我们探讨的第一种场景:一颗普通黑洞,周围有一颗行星围绕其运行,黑洞的物质来源要么是某个大型气态天体,要么是来自更广阔宇宙空间的稳定气流。
第二种场景是:一颗普通黑洞,伴有一颗伴星(双星系统),且有一颗行星围绕该双星系统运行。这颗行星可能围绕双星中的恒星运行,也可能围绕黑洞运行,或是围绕两颗天体共同运行。
如果这颗伴星与黑洞距离较远,那么它除了通过太阳风为黑洞提供少量物质外,几乎无法为黑洞提供其他物质来源 —— 而且黑洞能捕获到的太阳风物质比例也很低。
这种场景有一个有趣的可能性:如果行星围绕恒星运行,其环境可能与围绕普通恒星运行的行星相差不大。但这颗恒星可能会像太阳一样,每秒喷射出数百万吨的太阳风。即便其中仅有 1% 的物质被黑洞捕获,黑洞每秒也能接收到 1000 万千克的物质。
根据爱因斯坦的质能方程(E=mc??),