Вокруг сверхмассивных чёрных дыр могут образоваться миллионы планет

Фото из открытых источников

В большинстве галактик во Вселенной, таких как наша собственная Млечная Галактика, в центре находится сверхмассивная чёрная дыра. Большую часть времени эти чёрные дыры находятся в состоянии покоя, поскольку в них не падает материя. Но иногда они становятся активными и поглощают огромное количество пыли и газа, возможно, в результате слияния с другой галактикой, превращаясь в активное галактическое ядро на миллионы лет.

Барри МакКернан из Городского университета Нью-Йорка и его коллеги смоделировали диск из пыли и газа вокруг типичного активного галактического ядра. Они обнаружили, что это будет идеальное место для формирования планет, поскольку пыль легко сгущается, образуя всё более крупные объекты. В конечном итоге начнут расти планеты в огромных количествах и со странными свойствами. Их исследование было опубликовано на сервере препринтов arXiv.

«Это действительно удивительный новый путь к формированию очень необычных планет», — говорит МакКернан. «Если такие объекты существуют, они совершенно не похожи на планеты, которые мы знаем и любим».

Планеты вырастут до огромных размеров, потому что активные галактические ядра содержат огромное количество пыли, гораздо больше, чем протопланетные диски вокруг молодых звёзд, сформировавших солнечные системы, подобные нашей. Это может привести к образованию гигантских каменистых планет размером с Юпитер или даже больше — явление, неизвестное нигде больше во Вселенной, — многие из которых будут иметь поверхности, покрытые лавой из-за частых столкновений с другими мирами.

Некоторые из планет станут настолько большими, что смогут инициировать ядерный синтез в своих ядрах, говорит МакКернан, превратившись в «очень странные инопланетные звёзды» из камня, или поглотят большое количество близлежащего газа и коллапсируют в объекты, известные как чёрные дыры промежуточной массы.

Диск пыли вокруг активного галактического ядра может простираться на десятки световых лет, а это значит, что этот процесс будет происходить в огромных масштабах. «Вокруг центральной сверхмассивной чёрной дыры могут образоваться миллионы планет», — говорит МакКернан.

Мы знали, что планеты и звезды могут формироваться вокруг черных дыр, но формирование планет такого масштаба ранее не исследовалось, говорит Шон Реймонд из Университета Бордо, Франция. Это может сделать активные сверхмассивные черные дыры одним из лучших мест во Вселенной для образования новых миров.

«Что еще может произойти при таком количестве вещества вокруг сверхмассивной черной дыры?» — говорит Реймонд. «Кажется, это практически неизбежно».

Многие планеты будут рассеяны в черную дыру или выброшены в галактику из-за их многократных взаимодействий друг с другом. Любые оставшиеся планеты могут быть обнаружены, возможно, путем наблюдения за тем, как их гравитация искажает свет более далеких звезд — метод, называемый микролинзированием.

Телескопы, такие как космический телескоп Нэнси Грейс Роман НАСА, запуск которого ожидается в сентябре, могут сделать это возможным. «Мы вступаем в эпоху, когда микролинзирование станет очень распространенным явлением», — говорит Бенне Холверда из Университета Луисвилла, Кентукки.

МакКернан также отмечает, что наблюдалось мерцание многих активных галактических ядер, которое может быть вызвано «роем мелких объектов, проходящих перед ними», таких как планеты. «Эти объекты должны существовать», — говорит МакКернан. «Так можем ли мы их увидеть?»