Was ist die beste Planetenumlaufbahn um ein Schwarzes Loch, um das Leben zu unterstützen?

1. Leben erhalten ohne importierte Energiequelle?

Nun, es gibt nichts zu sagen, dass das Schwarze Loch keinen Begleitstern haben kann . Es sind viele stabile Konfigurationen möglich. Wenn bei einem nicht kreisrunden Planeten die Entfernung eines Planeten zu seinem Primärstern weniger als etwa ein Fünftel der größten Annäherung des anderen Sterns beträgt, kann angenommen werden, dass die Umlaufbahn stabil ist . Die Welt könnte also noch eine aktive Sonne haben.

Das ist eine viel zuverlässigere Energiequelle als Hawking-Strahlung , die um Größenordnungen kleiner ist als die aktuellen Niveaus des kosmischen Mikrowellenhintergrunds. Mit anderen Worten, Schwarze Löcher sind viel, viel „kälter“ als ein leerer dunkler kosmischer Himmel.

Radiokerne im Inneren des Planeten können ebenfalls zur Erhaltung des Lebens beitragen, aber ich vermute stark, dass die Menge an Biomasse, die die geringen Konzentrationen von Radiokernen produzieren würden, nicht sehr groß wäre. Dennoch könnten Sie sich mit natürlichen Kernreaktoren befassen , was eine ziemlich coole Idee wäre, wenn man aus irgendeinem Grund annimmt, dass beim ursprünglichen Kollaps des Schwarzen Lochs um Größenordnungen größere Uranlagerstätten entstanden sind.

2. Was ist die beste und sicherste Umlaufbahn für das Leben?

Das Umkreisen eines Schwarzen Lochs (vorausgesetzt, es ist ein ruhendes Loch ohne eine riesige fressende Akkretionsscheibe) unterscheidet sich nicht vom Umkreisen eines normalen Sterns derselben Masse in Bezug auf die Gravitationseffekte auf den umkreisenden Körper in mäßig großen Entfernungen wie dem Radius von Erdumlaufbahn für ein hypothetisches Schwarzes Loch in der Größe der Sonne. Orbit sehr nahe (einige zehntausend km) und die durch den Gravitationsgradienten verursachten Gezeitenkräfte würden den Planeten wahrscheinlich auseinanderreißen.

Wenn sich das Schwarze Loch aktiv ernährt, hat es tödliche Magnetfelder (diese können abklingen, wenn es inaktiv ist, denke ich) und eine schreckliche abgeflachte Akkretionsscheibe, die Strahlung aussendet, als gäbe es kein Morgen. Jeder Planet in der Nähe der Scheibe würde sterilisierender Strahlung ausgesetzt. Schlimmer noch, wenn es sich um eine eroberte Welt handelt, könnte sie hoch genug von der Orbitalebene entfernt sein (richtiger Aufstieg, oder?), um in den Weg der Jets zu gelangen, die sogar stark genug sein könnten, um den Planeten schließlich zu verflüssigen und die Trümmer zu sprengen ein Weg.

1.Könnte eine Planetenumlaufbahn ohne eine importierte Energiequelle das Leben langfristig erhalten? Ich glaube, dass Schwarze Löcher Hawking-Energie aussenden. Könnte das für Lebewesen von Nutzen sein?

Die von Hawking emittierte Strahlung (siehe Hawking (1974) ) ist

$$P=\frac{\hbar c^6}{15360\pi G^2M^2}\tag{1}$$ Für ein Schwarzes Loch von ~1 M $_{\odot}$, das kommt auf ungefähr 9.00 $\times$10 ^-29 Watt. Wir können dies verwenden, um die effektive Temperatur auf einem Planeten zu berechnen, der das Schwarze Loch umkreist. Wenn wir die Erde 1 AE von diesem Schwarzen Loch entfernt anbringen würden, hätte sie eine effektive Temperatur von etwa 1 10 ^-55 tel ihrer aktuellen (Abrechnung von Sonnenleuchtkräften ).

Was ist mit der Wärme, die durch radioaktiven Zerfall im Inneren des Planeten oder sogar durch Gezeitenkräfte erzeugt wird?

Baumgardt et al. (2004) arbeiteten mit Gezeitenenergie, die in Sternen erzeugt wird, die schwarze Löcher umkreisen. Das haben sie gefunden

Die Orbitalenergie am Gezeitenradius übersteigt die Bindungsenergie des Sterns normalerweise um mehrere Größenordnungen, und ein gewisser Bruchteil der Orbitalenergie wird bei jedem neuen Perizentrumsdurchgang dissipiert. Dadurch wird der Stern sehr heiß und dehnt sich aus.

Insbesondere die Berechnung für$\Delta E$ist

$$\Delta E=\frac{GM_*^2}{R_*}\left(\frac{M}{M_*}\right)^2\sum_{l=2}^{\infty}\left(\frac{R_*}{r_p}\right)^{2l+2}T_l(\eta)\tag{2}$$ Dies wird jedoch erst in einem Radius wichtig $$r\approx\left(\frac{M}{M_*}\right) R_*$$ Für einen Planeten könnte dieser Radius angesichts des enormen Massenunterschieds jedoch ziemlich groß sein. Der kleinere Radius könnte jedoch den Radius verkleinern. Für einen Planeten wie die Erde $r\approx 2.12\times 10^{12}$Meter . . . das ist über 1 AU . Daher wäre die Gezeitenheizung bei kleineren Umlaufbahnradien wichtig.

2. Was ist die beste und sicherste Umlaufbahn für das Leben, wenn man ein Schwarzes Loch umkreist, was ist die gefährlichste? Ich frage nach der Entfernung und ob man den Äquator oder die Pole umrunden soll - wenn das bei einem Schwarzen Loch überhaupt Sinn macht.

Der sicherste Orbitalradius ist so weit wie möglich vom Schwarzen Loch entfernt.

Das Umlaufen in der Rotationsebene des Schwarzen Lochs könnte bedeuten, dass sich die Pfade mit einer Akkretionsscheibe kreuzen, während das Umlaufen um die Pole astrophysikalische Jets treffen könnte. Beides ist nicht zu gut fürs Leben.