Помимо поглощения звезд, черные дыры могут уничтожать пригодные для жизни миры

Фото из открытых источников

Новые исследования показывают, что разрушительный аппетит черных дыр может простираться далеко за пределы ядер галактик, угрожая даже существованию жизни на планетах, находящихся за тысячи световых лет от нас. 

Астрономы, ищущие потенциально обитаемые миры, обычно начинают с изучения звезды, вокруг которой вращается планета. Если планета находится на нужном расстоянии — не слишком близко, не слишком далеко — теоретически на её поверхности может существовать жидкая вода. Это называется «обитаемой зоной».

Но это лишь локальный анализ окружающей среды планеты. В гораздо большем масштабе сама галактика может играть роль в формировании вероятности возникновения жизни. Уже много лет ученые выдвигают идею «галактической обитаемой зоны», в которой некоторые регионы считаются более благоприятными для жизни, чем другие.

Например, вблизи центра галактики звёзды расположены гораздо плотнее, и там чаще происходят бурные события: сверхновые, интенсивное излучение или гравитационные взаимодействия, которые могут создать серьёзные проблемы для возникновения жизни. С другой стороны, в областях, расположенных слишком далеко от центра, меньше тяжёлых элементов — необходимых компонентов для образования каменистых планет.

Сверхмассивные чёрные дыры, расположенные в центрах большинства галактик, могут содержать массу, в миллионы или даже миллиарды раз превышающую массу нашего Солнца. Несмотря на любовь Голливуда изображать чёрные дыры как космические пылесосы, бесконечно всасывающие всю окружающую материю, в действительности гравитационное воздействие чёрной дыры действует так же, как и у любого очень массивного объекта — до тех пор, пока она остаётся относительно спокойной.

Однако некоторые фазы существования чёрной дыры отнюдь не спокойны. Когда чёрная дыра активно поглощает большие объёмы газа и пыли, вокруг неё образуется перегретый диск материи. Именно тогда астрономы называют систему активным галактическим ядром. В этой фазе чёрная дыра может испускать огромное количество радиации и высвобождать галактические потоки частиц, распространяющиеся на огромные пространства — никаких лёгких ветров здесь нет!

Когда черная дыра переходит в фазу интенсивной активности, излучение и мощные ветры, которые она производит, могут сделать окружающие миры гораздо менее гостеприимными, чем кажется.

Чтобы оценить, насколько сильно черные дыры могут погубить экзопланеты, ученые смоделировали различные сценарии с участием более или менее массивных, более или менее активных сверхмассивных черных дыр. Особое внимание они уделили воздействию этих галактических ветров на атмосферы планет. Их моделирование показывает, что эти потоки частиц могут нагревать верхние слои атмосферы планеты, ускорять потерю газов в космос и разрушать значительные участки озонового слоя, который играет решающую роль в защите поверхности от ультрафиолетового излучения.

Результаты моделирования также показали, что самые мощные галактические ветры являются самыми разрушительными. В некоторых случаях их воздействие может распространяться на тысячи световых лет вокруг галактического центра.

Эти результаты позволяют предположить, что целые участки галактик могут быть гораздо менее пригодны для жизни, чем считалось ранее. Планета, комфортно расположенная в обитаемой зоне своей звезды, может быть непригодна для жизни в галактическом масштабе. Даже при наличии жидкой воды на поверхности, её атмосфера может подвергаться медленной эрозии или опасному уровню радиации, если она находится слишком близко к активному галактическому ядру.

Возьмем, к примеру, нашу собственную Млечную Галактику. Области вблизи Стрельца A* — сверхмассивной черной дыры, расположенной прямо посередине, — могут быть менее благоприятны для сложной жизни во время активных фаз. Сейчас Стрелец A* считается относительно спокойным, но астрономы полагают, что в прошлом он переживал гораздо более бурные времена.

В галактиках с действительно огромными черными дырами исследователи даже предполагают, что разрушение озона может затронуть значительную часть центрального балджа галактики.

Конечно, авторы напоминают нам, что их модели все еще упрощены. Необходимо будет учитывать и другие явления, такие как рентгеновское и ультрафиолетовое излучение, исходящее от ядер галактик, а также то, насколько хорошо могут восстанавливаться атмосферы планет — например, благодаря вулканическим процессам.

Но вот главный вывод: чтобы понять, может ли планета быть пригодной для жизни, одного лишь взгляда на её звезду уже недостаточно. Нужно изучить всю галактику — и чёрную дыру в её центре. Это значительно повышает планку для поиска действительно обитаемого мира!