Возле чёрных дыр могут вращаться одинокие планеты

Черная дыра
Огромное количество потенциально пригодных для жизни планет теоретически может существовать на стабильных орбитах вокруг сверхмассивных чёрных дыр. Авторы и права: Paramount Pictures.

Согласно новому исследованию, тысячи планет могут формироваться и вращаться вокруг сверхмассивных чёрных дыр, обнаруженных в ядрах большинства галактик.

“Планеты вращаются не только вокруг звёзд, но и вокруг сверхмассивных чёрных дыр”, – сказал ведущий автор исследования Кейичи Вада, астрофизик из Университета Кагосима в Японии.

Когда образуются новые звёзды, облака газа и пыли вокруг них разрушаются, образуя диски. Предыдущие исследования показали, что планеты образуются внутри этих “протопланетных дисков”, когда гравитация объединяет вещество в них. Благодаря радиотелескопу ALMA астрономы изучили 20 таких дисков с формирующимися планетами.

Однако звёзды – не единственные астрономические тела, окружённые дисками из газа и пыли. Такие диски также часто окружают сверхмассивные чёрные дыры с массами, которые в миллионы или миллиарды раз превышают массу Солнца. Вада и его коллеги решили выяснить, могут ли планеты образовываться вокруг таких чёрных дыр.

“Я не помню, когда и как я пришёл к этой идее, но, возможно, это связано с тем, что я нахожусь в пыльной среде, то есть, рядом с самым активным вулканом в Японии, горы Сакурадзима в Кагосиме”, – сказал Вада.

Многие сверхмассивные чёрные дыры относительно тихие, например, та, что находится в центре Млечного Пути, Стрелец А*, которая примерно в 4 миллиона раз массивнее Солнца. Тем не менее, Вада является экспертом в области активных ядер галактик, сверхмассивных чёрных дыр, которые жадно пожирают окружающую их материю. Они часто создают кольцевые зоны газа и пыли вокруг себя, на расстоянии от 0,3 до 30 световых лет.

Недавно Вада и его коллеги обнаружили, что планеты могут образовываться вокруг активных ядер галактик. Здравый смысл говорит, что планеты формируются из протопланетных дисков вокруг звёзд, но исследователи обнаружили, что планеты могут также формироваться без помощи звёзд. Они могут быть сформированы непосредственно из частиц пыли, вращающихся вокруг сверхмассивных чёрных дыр.

Протопланетные диски
Изображения протопланетных дисков в высоком разрешении, полученные с помощью комплекса радиотелескопов ALMA. Авторы и права: ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / S. Andrews et al / AUI / NSF / S. Dagnello.

Учёные сосредоточились на относительно тусклых активных галактических ядрах, поскольку яркие настолько энергичны, что могли бы легко остановить процесс формирования планет. Вада и его коллеги разработали компьютерные модели для расчёта распределения тепла внутри пылевых колец вокруг этих сверхмассивных чёрных дыр.

Исследователи обнаружили, что ледяные частицы могут образовываться на определённых расстояниях от активных ядер галактик. Их компьютерные модели предполагали, что ледяные частицы пыли могут соединяться друг с другом, увеличиваясь в размере.

“Эти планеты, как правило, примерно в 10 раз массивнее Земли”, – сказал Вада. “Это могут быть как каменистые миры, так и похожие на Нептун ледяные планеты-гиганты”.

По оценкам учёных, более 10 000 планет могут вращаться вокруг каждого активного ядра галактики, поскольку количество пыли вокруг таких объектов огромно. Также исследователи отметили, что некоторые планеты могут вращаться вокруг сверхмассивной чёрной дыры Млечного Пути.

Черная дыра
Представление художника о том, как активное галактическое ядро может выглядеть вблизи. Авторы и права: Peter Z. Harrington.

Учёные ожидали, что формирование планет будет происходить на расстоянии 10-30 световых лет от сверхмассивных чёрных дыр. Таким образом, эти миры не должны испытывать каких-либо странных эффектов, которые можно ожидать от сильных гравитационных полей вблизи больших чёрных дыр, таких как, например, замедление времени.

Тем не менее, исследователи отметили, что обнаружение любых таких планет вокруг сверхмассивных чёрных дыр окажется достаточно сложной задачей. Косвенным методом тут может быть анализ пылевых колец вокруг сверхмассивных чёрных дыр на предмет активности, связанной с формированием планет, которая наблюдается в протопланетных дисках вокруг звёзд.

Вы могли пропустить:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *