艺术家对“黑洞终极太阳系”的印象
为了解决这个问题，目前在波尔多大学的美国物理学家肖恩·雷蒙博士（Dr. Sean Raymond）创造了一个假想的行星系统，黑洞位于中心。基于一系列的引力计算，他确定黑洞能够将九个单独的太阳保持在一个稳定的轨道周围，这将能够支持一个可居住区内的550颗行星。
他将这个假设系统命名为“ 黑洞终极太阳系 ”，它由一个非旋转黑洞组成，该黑洞的质量是太阳的100万倍。这大约是人马座A *质量的四分之一，这是位于银河系中心的超大质量黑洞（SMBH）（包含431万个太阳质量）。
从银河系中心的超大质量黑洞射手座A *中检测到异常明亮的X射线耀斑。信用：NASA / CXC / Stanford / I。Zhuravleva等人。
正如雷蒙德所指出的那样，将这个黑洞作为系统核心的直接优势之一就是它可以支持大量的太阳。为了他的系统，雷蒙德选择了9，他认为他表示由于中央黑洞的严重影响，还有更多可以持续下去。正如他在他的网站上写道的：
“鉴于黑洞有多大，一个环可以容纳75个太阳！但是，这将使可居住区向外移动很远，我不希望系统过于分散。所以我会在环中使用9个太阳，它将所有东西都移动了3倍。让我们把环放置在0.5 AU处，远离最内部稳定的圆形轨道（大约0.02 AU），但位于可居住区内（从约2.7至5.4 AU）。“
根据雷蒙德的计算，九个太阳队将每三个小时在黑洞周围完成一个轨道。每过二十分钟，其中一个太阳队就会穿过黑洞，仅需49秒即可完成。在这一点上，会发生引力透镜化，黑洞会将太阳光聚焦到行星上，并扭曲太阳的明显形状。
“鉴于黑洞有多大，一个环可以容纳75个太阳！但是，这将使可居住区向外移动很远，我不希望系统过于分散。所以我会在环中使用9个太阳，它将所有东西都移动了3倍。让我们把环放置在0.5 AU处，远离最内部稳定的圆形轨道（大约0.02 AU），但位于可居住区内（从约2.7至5.4 AU）。“
在系统中心有一个黑洞的另一个主要优点是缩小了所谓的“山半径”（又名Hill球或Roche球）。这实际上是一个行星周围的区域，它的引力占据了它运行的恒星的引力，因此可以吸引卫星。根据雷蒙德的说法，行星的小山半径在百万日照黑洞周围比在太阳附近小100倍。
这意味着如果一个特定的太空区域绕太阳而不是太阳，就可以稳定地安装100倍以上的行星。正如他解释的：
“行星可以彼此接近，因为黑洞的引力非常强大！如果行星是小玩具火车轮子，大部分行星系统都像普通高速公路一样布置（侧面说明：我喜欢热车轮）。每辆汽车都停留在自己的车道上，但汽车远远小于它们之间的距离。在黑洞周围，行星系统可以缩小到热轮大小的轨道。火星车 - 我们的行星 - 根本不会改变，但它们可以保持稳定，同时更接近一起。他们不接触（这不会稳定），他们只是靠得更近。“
在太阳轨道周围（黑色）与围绕超大质量黑洞（绿色）的地球质量行星密集轨道的插图。
这就是允许许多行星与系统的居住区一起放置的原因。根据地球山半径，雷蒙德估计，大约六颗地球行星可以进入我们太阳周围同一地带的稳定轨道。这是基于这样一个事实，即地球 - 行星可以相互间隔大约0.1AU，并保持稳定的轨道。
鉴于太阳的可居住区域大致对应于金星和火星之间的距离 - 分别为0.3和0.5 AU，这意味着有0.8个空间可用。然而，各地的100万个太阳质量黑洞，最近的邻居行星可能只是1/1000 日的非盟（0.001）远，仍然有一个稳定的轨道。
做数学运算的话，这意味着大约有550个地球可以安装在绕黑洞和九个太阳的同一区域。这种情况有一个小缺陷，那就是黑洞必须保持在目前的质量。如果它变得更大，它将导致550个行星的Hill半径进一步缩小。
一旦山丘半径下降到与任何地球质量行星相同的大小，黑洞就会开始将它们分开。但是，在太阳质量达到100万的情况下，黑洞能够舒适地支持庞大的行星系统。“利用我们的百万级太阳黑洞，地球山半径（在当前轨道上）已经下降到极限，仅比地球实际半径的两倍还多，”他说。
一旦山丘半径下降到与任何地球质量行星相同的大小，黑洞就会开始将它们分开。但是，在太阳质量达到100万的情况下，黑洞能够舒适地支持庞大的行星系统。“利用我们的百万级太阳黑洞，地球山半径（在当前轨道上）已经下降到极限，仅比地球实际半径的两倍还多，”他说。
在太阳轨道周围（黑色）与围绕超大质量黑洞（绿色）的地球质量行星密集轨道的插图。
最后，雷蒙德认为生活在这样一个体系中会产生什么影响。首先，系统可居住区内任何星球上的一年将短得多，因为它们的轨道周期会更快。基本上，在居住区内缘的行星一年将持续大约1.6天，在居住区外缘行星的持续时间为4.6天。
另外，在系统中任何行星的表面上，天空都会变得更加拥挤！有这么多的行星在一起紧密的轨道，他们会通过非常接近彼此。这基本上意味着，从任何单个地球的表面看，人们将能够看到附近的地球像我们在某些日子看到月亮那样清晰。正如雷蒙德所说：
“在最接近的方法（联合），行星之间的距离大约是地球 - 月球距离的两倍。这些行星都是地球大小的，比月球大4倍。这意味着，每个行星最近的邻居会出现大约两倍于满月的天空大小。最近的两个邻居是内部和外部邻居。另外，次邻居是两倍的距离，所以它们在连接过程中仍然和满月一样大。另外还有四个行星在连接时至少会有满月的一半。“
他还表示，每轨道几乎会出现一次连接，这意味着每隔几天就会有不少的巨大物体穿过天空。当然，还会有Sun的自己。回想起星球大战中那个年轻的卢克天行者在看沙漠中的两个太阳的场景？那么，它会有点像这样，除了更酷的方式！
为了说明这将是什么样子，他提供了一个由@GregroxMun创建的动画（上图所示）- 一个使用Space Engine为Kerbal和其他程序开发空间图形的行星建模工具。
虽然这样的系统可能永远不会发生在自然界，但知道这样的系统在物理上是可能的是有趣的。谁知道？也许是一个足够先进的物种，能够从一个系统中牵引恒星和行星，并将它们置于黑洞周围的轨道上，可以构成这个极限太阳系。SETI的研究人员可能会注意到吗？
这个假想的练习是Raymond的两部分系列中的第二部分，题为“黑洞和行星”。在第一部分“ 黑洞太阳系 ”中，雷蒙德考虑了如果我们的系统围绕黑洞 - 太阳二进制盘绕，那将是什么样子。正如他所表明的那样，对地球和其他太阳行星的后果将是有趣的，至少可以说！
