Wie würde ein binäres Schwarzes Loch von der Oberfläche eines Planeten aus aussehen, der dieses System umkreist?

Wenn es überhaupt möglich ist, wie würde die Goldilocks-Zone aussehen – tatsächlich ist ein solches System überhaupt möglich, Leben zu halten – um ein binäres Schwarzes Loch herum? Könnte es Planeten haben, die es umkreisen?

EDIT 1: Na ja, kein Stern kein Leben. Wie würde es also aussehen, wenn es einen Stern gibt, der das binäre Schwarze Lochsystem umkreist? Würde es eine Goldilocks-Zone geben? Wäre es stabil? Beachten Sie, dass der Planet immer noch das binäre Schwarze Loch umkreist und nicht die Sonne.

Zwei Fragen: Erstens, sind die Schwarzen Löcher natürlich oder künstlich? Obwohl ein Schwarzes Loch mit der gleichen Masse wie die Sonne existieren könnte, haben alle beobachteten Schwarzen Löcher mit stellarer Masse mindestens 5 oder 10 Sonnenmassen, da sie dazu neigen, sich aus dem Kollaps massereicher Sterne zu bilden. Zweitens, wie ist die Geometrie des Systems? Ein Hauptreihenstern in einer binären Umlaufbahn mit einem Schwarzen Loch und der Planet in einer Umlaufbahn um beide? Oder befindet sich der Planet in einer Umlaufbahn um den Stern und dieses System in einer Umlaufbahn um das Schwarze Loch?
@ 2012rcampion Ich denke, sie müssten natürlich sein, da ich keinen Sinn darin sehen würde, ein binäres Schwarzes-Loch-System künstlich zu erzeugen. Was die Umlaufbahnen betrifft, so umkreisen sich 2 Schwarze Löcher wie 2 Sterne, dann würde 1 Stern die 2 Schwarzen Löcher umkreisen, und dann umkreist der Planet auch die 2 Schwarzen Löcher. Ist es möglich, dass der Planet den Stern stabil genug umkreist?

Antworten (7)

Nun, ich bin mir ziemlich sicher, dass es um ein Schwarzes Loch keine 'Goldilocks'-Zone gibt. In dieser Zone gibt es genug Sonneneinstrahlung, um die Oberfläche auf eine lebenserhaltende Temperatur zu erwärmen (aber auch nicht zu heiß).

Ein Schwarzes Loch sendet keine Sonnenstrahlung aus. Tatsächlich saugt es Licht an (daher die Nomenklatur „Schwarzes Loch“). Was es freisetzt, ist (theoretisch) Hawking-Strahlung. Nun nehme ich an, dass es immer möglich ist, dass sich irgendwie etwas entwickelt hat, um von dieser Strahlung zu leben, aber es scheint unwahrscheinlich .

Wie würde es aussehen? wahrscheinlich zwei größere schwarze Löcher am Himmel (immer Nacht), möglicherweise jedes mit einer Korona, die den Ereignishorizont umreißt. Eine negative Sonne. Die Schwarzen Löcher sind jedoch deutlich kleiner als ein Stern und möglicherweise nicht viel mehr als ein paar kleine Lichtringe. Mit genügend Atmosphäre können Sie sie möglicherweise überhaupt nicht sehen.

EDT (füge meinen Kommentar von unten hinzu), um immer noch in der Goldilocks-Zone zu sein, müsste der Planet die Sonne umkreisen, die Sonne könnte sich in einer Art Tanz mit den beiden Schwarzen Löchern befinden, aber die Aussicht wäre immer noch ungefähr dieselbe, wenn sie befinden sich auf der Nachtseite des Planeten. Wenn die Sonne in der Nähe ist, könnten sie mit einer helleren Korona etwas besser erscheinen

Auch diese Frage könnte helfen, eine Vorstellung von den Problemen beim Umlaufen mehrerer Sterne zu bekommen . Kann ein Planet eine Umlaufbahn vom Typ 8 um zwei getrennte Sterne haben?

Okay, vielleicht sollte ich meine Frage ein wenig ändern, damit es eine Goldilocks-Zone geben kann? Nehmen wir nun an, dass es in diesem binären Schwarzlochsystem auch dort einen Stern gibt, der die beiden Schwarzen Löcher wie ein Planet umkreist, wie würde er dann von einem anderen Planeten aus einrasten und die beiden Schwarzen Löcher stabil umkreisen, nicht die Sonne
@grimmsdottir, um immer noch in der Goldilocks-Zone zu sein, müsste der Planet die Sonne umkreisen, die Sonne könnte sich in einer Art Tanz mit den beiden Schwarzen Löchern befinden, aber die Aussicht wäre immer noch ungefähr dieselbe, wenn sie sich auf der Nachtseite befinden von der Planet. Wenn die Sonne in der Nähe ist, könnten sie mit einer helleren Korona etwas besser erscheinen
Schwarzes Loch "saugt kein Licht ein". Seine Schwerkraft saugt Materie aus seiner Umgebung an, und es wird schwarz genannt, weil die Fluchtgeschwindigkeit schneller als die Lichtgeschwindigkeit ist, sodass kein Licht von seiner Oberfläche seiner Schwerkraft entkommen kann – aber wenn Materie hineingedrückt wird, strahlt das Schwarze Loch Licht aus Außenbereich (weit über der Oberfläche, wo die Fluchtgeschwindigkeit nur Lichtgeschwindigkeit ist).
Die Akkretionsscheiben, die schwarze Löcher umgeben, werfen tatsächlich ziemlich viel Strahlung ab, mehr als genug, um einen nahe gelegenen Planeten zu erwärmen. Natürlich hat ihre Strahlung Spitzenwerte im Röntgenbereich, was wahrscheinlich alles auf dem nahe gelegenen Planeten töten würde.
Mehr Röntgenkochen...
In normaler Planetenentfernung sind Schwarze Löcher unsichtbar, da ihre Winkelgröße viel zu klein ist, um gesehen zu werden. Alles, was Sie sehen werden, ist die Akkretionsscheibe.
Ich frage mich, ob Sie einen Planeten haben könnten, der durch Gezeiten mit dem Schwarzen Loch verbunden ist, in welchem ​​​​Fall die gegenüberliegende Seite der Akkretionsscheibe möglicherweise nicht sofort tödlich ist.
Sollten die binären Schwarzen Löcher sich nicht mit einem erheblichen Prozentsatz der Lichtgeschwindigkeit umkreisen?

Diese Schwarzen Löcher werden Hawking-Strahlung aussenden . Nicht viel, aber ein bisschen. Die Energie, die von einem Schwarzen Loch mit Masse ausgestrahlt wird M ist

P = ℏ c 6 15360 π G 2 M 2
Jedes Schwarze Loch strahlt diese Menge an Energie aus, also sollte die Leuchtkraft des Systems – abgesehen von der Tatsache, dass sie sich gegenseitig (aus Sicht des Planeten) von Zeit zu Zeit verdunkeln – doppelt so hoch sein. Nehmen wir an, jedes Schwarze Loch hat die Masse einer Sonne. Wir finden dann, dass die gesamte abgegebene Leistung ist P = 1.8 × 10 − 28  W ≈ 4.7 × 10 − 55 L ⊙ . Ohne eine weitere Lichtquelle wird es einfach keine bewohnbare Zone geben.

Wenn Sie einen Stern im System haben, können Sie möglicherweise eine bewohnbare Zone haben, aber das liegt nur an dem Stern. In diesem Fall gibt es mehrere Probleme, die wir berücksichtigen müssen:

  • Wir haben jetzt drei massive Körper im System (vier, wenn Sie den Planeten mitzählen). Dies ist wahrscheinlich instabil, es sei denn, die beiden Schwarzen Löcher befinden sich in einer engen Umlaufbahn und sind effektiv ein Objekt.
  • Wenn sich der Stern in der Nähe der Schwarzen Löcher befindet, kann Gas von den kompakten Objekten angesammelt werden, was zu einer Akkretionsscheibe führt. Diese Scheibe wird eine Quelle hochenergetischer Strahlung sein - ein Problem für das Leben.
  • Wenn der Planet die Schwarzen Löcher und nicht den Stern umkreist, befindet er sich mit ziemlicher Sicherheit außerhalb der bewohnbaren Zone des Sterns.
Beachten Sie, dass das Schwarze Loch tatsächlich Energie vom CMB absorbiert , es ist so kalt: etwa 330 W!
@2012rcampion Verdammt, du bist der Typ, der immer die Details richtig macht! :-) Ja, das hatte ich bedacht. Es sollte sich jedoch nicht auf die Zone auswirken - oder deren Fehlen -, oder?
Richtig, die „Goldilocks-Zone“ existiert immer noch nicht: Überall außerhalb des Schwarzen Lochs (r=2e-8 AE) erhält der Planet mehr Energie aus dem Weltraum als vom Schwarzen Loch, nicht genug, um das Leben (wie wir es kennen) zu unterstützen. .

Würde es eine Goldlöckchen-Zone geben?

Wahrscheinlich um den Stern herum, aber nicht im Weg der Schwarzen Löcher.

Wäre es stabil?

Nein, ich glaube nicht.

Schwarze Löcher sind massiv (sprich: schwer ), ebenso wie Sterne. Alle massiven Objekte erzeugen Schwerkraft und werden von der Schwerkraft beeinflusst. Alle drei würden in einem ziemlich chaotischen Durcheinander interagieren, ebenso wie jeder Planet, der sie umkreist.

Was Sie beschreiben, fällt in die Kategorie der n-Körper-Probleme . Die Mathematik ist ein bisschen schwer (Wortspiel beabsichtigt), aber der springende Punkt ist, dass es nur wenige stabile Lösungen gibt. Ihr Stern umkreist vielleicht gerade das Schwarze Loch, es wird nicht mehr lange dauern!

Eine Möglichkeit für eine stabile Umlaufbahn wäre, den Stern um das Doppelsternsystem des Schwarzen Lochs und den Planeten um den Stern zu kreisen. Es gibt einige stabile Systeme von Binärdateien, die sich gegenseitig umkreisen und auf diese Weise funktionieren, wie dieses hier: en.wikipedia.org/wiki/Nu_Scorpii

Wie könnte es möglich sein?

Offensichtlich können die Schwarzen Löcher nicht die Lichtquelle für den Planeten sein, also brauchen wir vier Körper: Die zwei Schwarzen Löcher, einen Stern und einen Planeten. Außerdem sollte sich der Stern in (zumindest annähernd) konstantem Abstand zum Stern befinden, wenn er Leben unterstützen soll.

Nun, wie konnte das passieren? Nun, das System aus zwei schwarzen Löchern, die sich gegenseitig umkreisen, wird fünf Lagrange-Punkte haben, von denen zwei stabil sind, L4 und L5. Diese sitzen beide in gleichem Abstand von beiden Schwarzen Löchern, auf gegenüberliegenden Seiten. Wenn die Schwarzen Löcher beide ausreichend massereicher sind als der Stern (und natürlich auch der Planet), ist die Konfiguration, in der der Stern in L4 und der Planet in L5 sitzt, stabil. Technisch gesehen würde der Planet nicht beide Schwarzen Löcher umkreisen (die Punkte sind nur stabil, wenn ein Schwarzes Loch mindestens etwa 25-mal so massiv ist wie das andere, also umkreist effektiv alles dieses Schwarze Loch).

Vom Planeten aus gesehen würden die Schwarzen Löcher 60 Grad voneinander entfernt sein, und die Sonne würde in der Mitte zwischen den Schwarzen Löchern stehen, in etwa dem 1,7-fachen Abstand (genauer gesagt, 3 mal die Entfernung).

Nehmen wir einen sonnenähnlichen Stern und einen Abstand Planet-Stern von 1 AE an (was per Definition der mittleren Entfernung zwischen Erde und Sonne entspricht). Dann beträgt jeder andere Abstand zwischen diesen Körpern 0,58 AE.

Wie würde das vom Planeten aus aussehen?

Geht man von einem 24-Stunden-Tag wie der Erde aus, würden die Schwarzen Löcher zwei Stunden vor/nach Sonnenuntergang aufgehen/untergehen, also denke ich, dass das mehr als genug Zeit ist, um sie zu sehen, ohne vollständig vom Licht des Sterns verdeckt zu werden. Unter der Annahme, dass die Schwarzen Löcher nicht aktiv sind (das heißt, es fällt nichts hinein), sollte der einzige Effekt der Gravitationslinseneffekt sein. Hier können Sie sich ein Bild davon machen, wie der Gravitationslinseneffekt eines Schwarzen Lochs aussieht .

Wenn die Schwarzen Löcher groß genug sind, könnte die Linse wahrscheinlich auch Sekundärbilder der Sonne erzeugen, die nahe der Position des Schwarzen Lochs am Himmel liegen.

Beachten Sie, dass die Schwarzen Löcher ein Massenverhältnis von mehr als etwa 25 haben müssen, damit L4 und L5 stabil sind.
@2012rcampion: Danke, das war mir nicht bewusst. Ich werde die Antwort entsprechend aktualisieren.

Ein Schwarzes Loch würde wie ein normaler Stern gravitativ auf eine umlaufende Masse wirken. Abhängig von der Doppelsternformation sind quasi-stabile Umlaufbahnen um ein Doppelsternsystem möglich, selbst wenn eines der Hauptzentren des Gravitationseinflusses im System ein Schwarzes Loch ist. Der Planet müsste ein Überlebender des ursprünglichen supergroßen Sterns (und der anschließenden hypergewaltsamen Explosion) oder einer eingefangenen Streuwelt sein. Die gesamte Wärme müsste vom lebenden stellaren Begleiter kommen, also müssten Goldilocks Berechnungen in Bezug darauf durchgeführt werden. Ihre aktuelle Spezifikation ist zu vage, um mir weiterhelfen zu können.

Das ist offenkundig von Larry Niven gestohlen , ich nehme keine Anerkennung.

Das Buch handelt von einer fiktiven "Welt", die größtenteils nur ein atmosphärischer Torus in einem Ring um einen Neutronenstern ist (denken Sie an einen Donut). Es gibt also keine Schwerkraft – das Leben hat sich im freien Fall entwickelt.

Der Grund, warum ich das anbiete, ist, dass Sie diese "Welt" viel näher am Schwarzen Loch haben könnten als ein herkömmlicher Planet und stabil sein könnten - es gibt keine Erdbeben am Himmel und Gezeitenkräfte werden ihn nicht auseinanderreißen. Das könnte nahe genug sein, dass Hawking-Strahlung (gefiltert durch ein Ozonschicht-Analog mit Superkraft?) Leben unterstützen würde. Sie bekommen vielleicht nicht viel Licht, aber Strahlung/Wärme, also sollte es eine Möglichkeit geben, damit es funktioniert.

Ich bin mir nicht sicher, wie die Schwarzen Löcher aussehen würden, aber wenn ich raten müsste, würde ich mit einer Art Verzerrung am Himmel mit zwei Nadelstichen hellem Licht gehen, wo die Strahlung am stärksten ist.

Hawking-Strahlung von einem anständigen Schwarzen Loch ist tatsächlich kälter als der kosmische Mikrowellenhintergrund, sodass Sie sich wahrscheinlich keine Sorgen darüber machen müssen.
Interessant. In diesem Fall bräuchten Sie zur Unterstützung des Lebens eine externe Materialquelle, die eingeschleust wird und eine lichtspendende Akkretionsscheibe bildet?
Ja, eine Akkretionsscheibe erzeugt eine beträchtliche Menge an Strahlung, wenn die Materie komprimiert wird, wenn sie in das Schwarze Loch fällt. Vielleicht haben Sie einen BH und einen Begleitstern, der die Akkretionsscheibe speist?
Die Sache ist, wenn Sie einen Stern haben, brauchen Sie wirklich die Akkretionsscheibe für Licht? Es sei denn, es handelt sich um einen Braunen Zwerg oder ähnliches, der normalerweise zu dunkel wäre.
Der Rauchring wird von einem separaten Stern beleuchtet und hat einen Neutronenstern in der Mitte. Keine schwarzen Löcher beteiligt.
Es ist lange her, dass ich die Bücher gelesen habe, die muss ich noch einmal durchgehen. Ich dachte, ich erinnere mich, dass es von Voy beleuchtet wurde (oder zumindest erinnere ich mich an Charakterreferenzen, dass ich Voy nicht direkt ansehen konnte, weil es zu hell ist).

Während Stabilität ein GROSSES Problem wäre, könnten Sie theoretisch eine bewohnbare Zone um ein Schwarzes Loch oder ein binäres Schwarzes Loch herum haben.

Wie HDE 226868 zeigt, liefert das Schwarze Loch keine nennenswerte Energie. Sie könnten jedoch Energie von einer Akkretionsscheibe haben. Wenn der Materiefluss in die Scheibe stabil genug ist, könnten Sie eine bewohnbare Zone haben (obwohl sie viel näher wäre als wir.) Eine stabile Quelle des Zuflusses ist jedoch ziemlich problematisch.

Wie würde ein binäres Schwarzes Loch von der Oberfläche eines Planeten aus aussehen, der dieses System umkreist?
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