Художественное представление черной дыры. Фото: NASA
Сверхмассивные черные дыры усеивают нашу Вселенную. Это чудовищные гравитационные колодцы, которые связывают галактики вместе и сплетаются в кружащиеся коконы пыли, излучая яркие рентгеновские лучи. Иногда яркие столбы материи вырываются из своих полюсов, образуя струи, видимые в космосе. И теперь некоторые ученые подозревают, что эти гравитационные монстры могут содержать бланеты - их десятки тысяч.
Нет, это не опечатка: ученые предлагают называть эти планеты с черными дырами «бланетами» (с англ. black hole + planet, объединение понятий черная дыра и планета).
Такие бланеты образуются из облаков кружащейся пыли, окружающих черные дыры. И они не будут слишком отличаться от планет, вращающихся вокруг обычных звезд. Некоторые из них будут твердыми и каменистыми, как Земля, хотя, вероятно, в 10 раз больше. Некоторые из них будут газовыми гигантами, например, как Нептун в нашей солнечной системе. Они почти наверняка будут невидимы для нас, спрятаны в материальном диске, породившем их, и затмеваться их сверхмассивными родителями. Группа исследователей предположила, что такие планеты с черными дырами должны существовать.
Изображение области вокруг центра Млечного Пути
Не каждая сверхмассивная черная дыра будет содержать бланеты. Превратиться в твердый шар материи вокруг черной дыры сложнее, чем в протопланетном диске вокруг молодой звезды. Закрученная пыль и газ вокруг сверхмассивной черной дыры гораздо менее плотны, а корона падающего вещества на краю ее горизонта событий может быть настолько горячей и яркой, что лед не сможет образоваться где-либо в вращающемся диске.
А лед - один из ключевых ингредиентов формирования планет.
«Покрытые льдом частицы пыли имеют тенденцию слипаться при столкновении - подумайте о том, как два кубика льда могут слипнуться, когда они столкнутся друг с другом, по сравнению с двумя камешками, которые определенно этого не сделают», - сказал ведущий автор исследования Кейчи Вада, астрофизик из Университета Кагосима в Японии, - «Со временем эти комки разрастаются и развивают достаточную гравитацию, чтобы втягивать еще больше пыли. Глыбы, которые вырастают достаточно большими, образуют скалистые планеты».
«Точно так же без замороженной воды или углекислого газа («сухого льда») очень сложно построить бланету», - сказал Вада. Исследователи обнаружили, что у некоторых черных дыр есть «снежные линии» на дисках вращающегося вещества, такие области за пределами которых достаточно прохладно для образования льда.
«За чертой частицы пыли покрыты [льдом]», - сказал Вада, - «В результате они легко слипаются при столкновении».
За линией снега каменистые покровы могли образоваться из все более крупных глыб примерно за 10 миллионов лет. Если бы эти каменистые протобланеты притягивали достаточно газа, они в конечном итоге образовали бы газовых гигантов. Но ничего из этого не может произойти без тонкой пленки льда на пылинках. Таким образом, более тусклые и холодные сверхмассивные черные дыры (например, та, что находится в центре Млечного Пути), скорее всего, являются домом для этих странных планет.
Объекты центра Млечного Пути
В некотором смысле, сказал Вада, бланеты не особенно удивительны. Протопланетные диски похожи на завихрения вещества вокруг черных дыр. Но раньше никто не исследовал, могут ли планеты образовываться вокруг сверхмассивной чёрной дыры, «вероятно, потому, что исследователи в области образования планет мало знают об активных ядрах галактик, и наоборот», - сказал Вада. («Активное ядро галактики» - это область вокруг сверхмассивной чёрной дыры в центре галактики.)
Вада и его соавторы все еще разрабатывают детали своей теории бланета. В документе 2020 года команда исправила и обновила модель, опубликованную в 2019 году. Их первоначальная модель, по его словам, была слишком «пушистой», формируя большие планеты с низкой плотностью. Их обновленная модель создает более плотные и реалистичные планеты. По словам Вада, они уточнили свое понимание того, как пыль вокруг сверхмассивной черной дыры, где она распространяется гораздо более диффузно, чем вокруг звезды, будет вести себя так, как будто она собирается вместе в тонкой газовой среде диска сверхмассивной черной дыры.
По его словам, сложно представить, как может выглядеть поверхность этих бланетов. Оставим в стороне странность вращения сверхмассивной черной дыры: сами бланеты будут вращаться намного дальше друг от друга и от черной дыры, чем Земля от своих братьев и сестер или от Солнца; дюжина световых лет может отделить бланеты от черной дыры, в которой она находится, что сделает их странно одинокими.
На данный момент, сказал Вада, невозможно узнать, существует ли жизнь на бланетах. Смогут ли странные ультрафиолетовые лучи и рентгеновское излучение, исходящие из короны черной дыры, позволить инопланетным существам процветать в такой уединенной части космоса? Существуют ли другие обитатели, которые смотрят на звезды и задаются вопросом, вращаются ли они тоже на орбитах шаров из камня и газа?
И они называют эти звездные планеты «сланетами»?
[pt_view id="7986c4eb3w"]