第176章 黑洞（一）（2 / 2）
5. 一颗中等质量黑洞，周围有一颗行星围绕其运行
6. 一颗超大质量黑洞，周围有一颗行星围绕其运行
在每种场景下，我们都会考虑两种可能性：一颗类地行星，以及一个生命存在於地表之下的地下世界。
试想这样一个世界：它沐浴在黑洞散发的昏暗而诡异的光芒中，生命在此挑战极限，文明在宇宙的极端环境边缘艰难存续。正如我们今日所探討的，这类行星或许是宇宙中最早孕育生命的场所之一。但如果这些文明的形態不仅受环境影响，还与其自身的物理尺寸相关呢
儘管这些 “死亡恆星”（黑洞）最广为人知的特徵是能捕获包括光在內的一切物质，但它们仍有可能为围绕其运行的行星提供维持生命所需的能量条件。
你可能听过 “事件视界” 和 “吸积盘” 这类术语。有趣的是，吸积盘是物质最终能进入黑洞的少数途径之一 —— 儘管黑洞素有 “吞噬一切” 的名声，但事实並非完全如此。
虽然黑洞引力极强，但由於其大部分质量集中在极小的区域內，其引力 实际上比形成它的原始恆星要弱。当物体向黑洞坠落时，会在引力作用下获得极高的速度。然而，一位技术嫻熟的宇宙飞船驾驶员完全可以避开被黑洞捕获的命运：通过將黑洞的引力与飞船的推进力相结合，並利用弹弓效应，驾驶员可以藉助黑洞的引力井將飞船加速到更高的速度，或从星际航行速度减速，最终稳定地进入围绕黑洞的遥远轨道。
关键在於，在黑洞周围进行这类引力操控，效果比在宇宙中任何其他地方都要好。即便一艘宇宙飞船燃料耗尽，在向黑洞坠落的过程中，只要及时开启气闸释放少量气体以获得微弱推力，理论上仍能成功逃逸。我从未在任何书籍或影视剧中看到过这样的设定，所以你完全可以借鑑这个想法並加以运用。
从这个角度来说，黑洞是安全的，至少比任何行星或恆星都要安全，而且也正因如此，黑洞具有极高的利用价值。在我们银河系中发现的任何一个黑洞，无论其附近是否存在宜居行星，都有可能成为未来宇宙活动的重要枢纽。黑洞周边区域將成为建造太空棲息地的绝佳选址，进而成为银河系中最具价值的 “地產” 之一。
即便普通物质靠近黑洞，也很少会立即坠入其中。相反，大部分物质的轨道会像经过其他大质量天体一样发生弯曲。一部分物质会通过宇宙中常见的引力作用被捕获到轨道上。隨著时间的推移，这些物质会不断积聚並相互碰撞，最终形成一个旋转的吸积盘 —— 而非简单的球形碎片云（在球形碎片云中，每个粒子都有各自独特的轨道）。
吸积盘中的粒子相互碰撞时，其轨道会逐渐衰减，或与新吸入的物质轨道相交，进而慢慢向黑洞中心螺旋坠落。与行星或恆星不同（碎片落到行星或恆星表面后便会停止运动），黑洞极小的体积意味著物质在不断靠近它的过程中会获得巨大的能量。在到达事件视界之前，这些物质的速度会被加速到接近光速。粒子之间的剧烈碰撞產生极强的摩擦力，使吸积盘温度升高到极端水平，进而释放出辐射。
这种辐射中虽包含部分可见光，但大部分属於 x 射线。而 x 射线对生命而言远不如可见光友好，这使得在黑洞附近行星的地下或水下存在生命的可能性更高 —— 因为这些环境能为生物体阻挡有害的 x 射线辐射。
你可能会疑惑，行星为何会出现在黑洞附近毕竟黑洞的前身恆星死亡时会发生超新星爆发。这是一个很好的切入点，因为科幻作品往往低估了大型天体在承受剧烈爆炸时的抗损毁能力。就像一枚大型氢弹即便能造成严重破坏，也无法將一座城市夷为平地、留下巨大弹坑一样，超新星爆发通常也无法摧毁较大的行星。
超新星爆发可能会剥离行星的大气层、水分以及大部分地壳，但对於遥远的气態巨行星来说，其核心很可能得以保留。当然，非科技文明无法在这样的爆炸中存活，但在这类恆星系统中，原本就不太可能存在生命。以 o 型星为例，它们的寿命太短，不足以让行星形成並冷却 ——o 型星的寿命通常只有几百万年，而可能形成黑洞的 o 型星，其寿命往往还处於这个范围的下限。
即便有生命能在围绕这类恆星（亮度可能高达太阳的 100 万倍）的行星上形成，当恆星演化到红巨星阶段时，这些生命也会被彻底摧毁。因此，在黑洞附近，原本就不存在在当地诞生的行星。
但行星是可以迁移的。这颗失去大气层和地壳的气態巨行星內核，或是一颗流浪行星，完全有可能进入围绕黑洞的稳定轨道。此外，行星也可能由黑洞周围残留的碎片形成。更不用说，某个先进文明或许会来到这里，建造一颗行星 —— 无论是改造后的岩石行星，还是更典型的太空棲息地，比如多个连接在一起的 “奥尼尔圆筒”（一种太空殖民站设计）。
那么，黑洞周围的宜居带范围有多大呢首先需要说明的是，“宜居带” 这个术语在黑洞场景下的含义略有误导性。通常，宜居带指的是类地行星能够维持表面液態水和大气层的区域。
然而，正在吸积物质的黑洞主要释放 x 射线，而非可见光 —— 这对於我们所知的生命形式而言並非理想环境。儘管如此，足够厚的大气层仍能保护地表生命，水也能吸收 x 射线並將其转化为热量。此外，x 射线使水离子化时，还会產生自由电子和羥基自由基，这或许能为生命提供替代常规光合作用的生化能量来源。这是一个有趣的观点，我们之后可能会深入探討。
在这样的环境中，大气层仍有可能存在。x 射线与氧气、氮气相互作用，会產生臭氧、一氧化氮等化合物 —— 这与地球上闪电產生的副產物类似。因为闪电会向地球大气层释放 x 射线，这些 x 射线隨后会被吸收並重新以可见光的形式释放。因此，在黑洞周围的环境中，也可能產生可见的光晕。
同样可以想像，如果生命在陆地上演化，它们可能会发展出保护性的適应特徵，比如厚实的身体组织或富含金属的外壳，以抵御 x 射线。实际上，这些生物体或许还能吸收 x 射线，並將其以磷光的形式重新释放。