Художник представляет черную дыру с окружающим ее ярким диском из газа и пыли и струями, исходящими от полюсов, а также множеством планет, вращающихся вокруг нее. Изображение Kagoshima University /NAOJ.
Экзопланеты - миры, вращающиеся вокруг других звезд, это обычное явление, их существуют миллиарды только в нашей галактике. Их находили вокруг самых разных звезд, включая звезды, похожие на Солнце, красные карлики и даже пульсары. Также есть планеты-изгои, которые не вращаются вокруг звезд, а вместо этого в одиночестве блуждают по межзвездному пространству. А теперь новое исследование предполагает, что может существовать еще один совершенно новый класс планет, вращающихся вокруг сверхмассивных черных дыр.
Интригующие результаты были объявлены исследователями из Университета Кагосима и Национальной астрономической обсерватории Японии 25 ноября 2019 года. Новое рецензируемое исследование было опубликовано в The Astrophysical Journal 26 ноября 2019 года.
Это звучит как что-то из научной фантастики, но, по словам исследователей, черные дыры с массивными дисками из пыли и газа, окружающими их (так называемые околоядерные диски), точно так же, как протопланетные диски вокруг молодых звезд, могут образовывать планеты. Исследователи говорят, что вокруг сверхмассивных черных дыр могут вращаться тысячи планет. Несмотря на то, что планеты вращаются вокруг черной дыры, они, вероятно, будут находиться далеко от самой черной дыры, примерно в 10 световых годах. Из статьи:
Как естественное следствие элементарных процессов слипания пыли, мы обнаружили, что новый класс планет может формироваться вокруг сверхмассивных черных дыр. Мы исследовали путь их роста от субмикронных мономеров ледяной пыли до тел размером с Землю за пределами «снежной линии», расположенных в нескольких парсеках от сверхмассивных черных дыр в активных ядрах галактик с низкой светимостью.
Моделирование сверхмассивной черной дыры. Сильная гравитация искажает звездный фон и улавливает свет, создавая силуэт черной дыры. Изображение предоставлено НАСА/Центром космических полетов Годдарда; фон, ESA/Gaia/DPAC.
Как сказал в своем заявлении профессор Университета Кагосима Кейчи Вада: при правильных условиях планеты могут формироваться даже в суровых условиях, например, вокруг черной дыры.
Эйитиро Кокубо, профессор Национальной астрономической обсерватории Японии, сказал:
Наши расчеты показывают, что десятки тысяч планет, масса которых в 10 раз превышает массу Земли, могут образоваться на расстоянии около 10 световых лет от черной дыры. Вокруг черных дыр могут существовать планетные системы удивительного масштаба.
Первая фотография черной дыры в центре галактики M87, сделанная телескопом Event Horizon. Черная дыра в 6,5 миллиарда раз массивнее Солнца. Яркое кольцо изогнуто гравитацией черной дыры. Изображение получено совместно с Event Horizon Telescope Collaboration/NASA.
Количество пыли, окружающей сверхмассивную черную дыру, может быть огромным, в сто тысяч раз больше массы нашего Солнца или примерно в миллиард раз больше, чем в типичном протопланетном диске.
Как бы планеты формировались в такой среде?
В диске вокруг черной дыры пыль настолько плотная, что блокирует излучение самой черной дыры. Это обеспечивает температуру достаточно низкую, чтобы ледяные частицы пыли слипались и собирались вместе, как это происходит в протопланетных дисках вокруг звезд. Исследователи подсчитали, что таким образом вокруг черных дыр планеты могут образоваться за несколько сотен миллионов лет.
Такие планеты с черными дырами пока нельзя непосредственно обнаружить с помощью современных телескопов, но полученные данные открывают предварительные и захватывающие новые области исследований. Из статьи:
Наблюдать за планетами вокруг сверхмассивных чёрных дыр должно быть непросто. Стандартные методы обнаружения экзопланет вокруг звезд, например, доплеровская спектроскопия, транзитная фотометрия, гравитационное микролинзирование или прямое построение изображений, безнадежны. Фотометрия с помощью интерферометра жесткого рентгеновского излучения в космосе могла бы быть возможным решением, но затмение аккреционного диска «планетами» было бы трудно отличить от внутренней изменчивости во времени. Другой, косвенный способ - это обнаружение спектральных изменений в длине волны миллиметрового диапазона из-за изменения непрозрачности, связанного с ростом комков пыли в протопланетном диске.
Уже известно, что звезды также могут вращаться вокруг черных дыр, таких как те, которые вращаются вокруг сверхмассивной черной дыры, например Стрелец A*, в центре нашей галактики.
Рентгеновский снимок центра нашей галактики, где находится сверхмассивная черная дыра Стрелец A *. Изображение: NASA/UMass/D.Wang et al., ИК: NASA/STScI.
Черные дыры на самом деле не дыры, а объекты, которые обладают настолько сильным гравитационным притяжением, что ничто, даже свет, не может ускользнуть. «Поверхность» черной дыры, называемая горизонтом событий, это граница, на которой скорость, необходимая для убегания, превышает скорость света. Материя и радиация попадают внутрь, но не могут выйти.
Есть два основных класса черных дыр. Черные дыры звездной массы в три или десятки раз больше массы Солнца. Уже обсуждаемые сверхмассивные черные дыры имеют массу от 100 000 до миллиардов солнечных масс и расположены в центрах большинства крупных галактик, включая нашу. Также могут быть черные дыры средней массы, от 100 до более чем 10 000 солнечных масс. Кандидаты есть, но их существование еще не подтверждено.
Комментариев нет:
Отправить комментарий