Kosmiczne monstra to gigantyczne żłobki. Czarne dziury mogą tworzyć miliony planet
Supermasywne czarne dziury od dekad budzą w nas lęk i fascynację, jawiąc się jako ostateczne niszczyciele materii. Te giganty, rezydujące w sercach większości dużych galaktyk, kojarzą się głównie z horyzontem zdarzeń, z którego nic nie może uciec, oraz z brutalnym rozrywaniem gwiazd, które zbytnio się do nich zbliżą.
Najnowsze doniesienia ze świata nauki sugerują jednak, że nasz dotychczasowy obraz tych obiektów może być niekompletny. Zamiast widzieć w nich jedynie kosmiczne odkurzacze, powinniśmy zacząć postrzegać je jako najbardziej wydajne fabryki planet we wszechświecie.
Te zaskakujące wnioski płyną z pracy opublikowanej na serwerze preprintów arXiv, której współautorem jest Barry McKernan z City University of New York. Zespół badaczy rzucił nowe światło na to, co dzieje się w ekstremalnych środowiskach otaczających aktywne jądra galaktyk (AGN).
Choć bezpośrednie sąsiedztwo czarnej dziury to miejsce pełne zabójczego promieniowania i potężnych sił grawitacyjnych, okazuje się, że nieco dalej od centrum panują warunki, które paradoksalnie sprzyjają narodzinom nowych światów.
Skojarzenia z Interstellar i wodnym światem, na którym czas biegnie wolniej, nasuwają się same.
Więcej na Spider's Web:
Tak powstają planety. Tylko tym razem skala jest absurdalna
Kluczem do zrozumienia tego fenomenu jest struktura otaczająca supermasywne czarne dziury. Wokół tych obiektów wirują gigantyczne dyski gazu i pyłu, a ich zewnętrzne krawędzie, zwane torusami, przypominają nieco przeskalowane wersje dysków protoplanetarnych, które obserwujemy wokół młodych gwiazd.
Naukowcy zauważyli, że w tych odległych rejonach temperatura i gęstość materii spadają do poziomów, które pozwalają drobinom pyłu na przetrwanie i co ważniejsze, na wzajemne łączenie się.
Właśnie to zlepianie się pyłu jest fundamentem powstawania planet w modelu, który znamy z naszego Układu Słonecznego. Badacze wykorzystali zaawansowane modele komputerowe, aby sprawdzić, jak zachowa się materia w namagnesowanym dysku czarnej dziury.
Wyniki symulacji są zdumiewające. Ze względu na ogromną ilość dostępnego materiału i specyficzną dynamikę tych układów, proces formowania się obiektów planetarnych zachodzi tam nie tylko skutecznie, ale i na skalę, której nie da się porównać z niczym, co znamy z otoczenia zwykłych gwiazd.
Planety większe niż Jowisz i egzotyczne obiekty
Zgodnie z obliczeniami zespołu McKernana, planety powstające wokół czarnych dziur mogą rosnąć znacznie szybciej niż te formujące się w spokojniejszych rejonach galaktyki. Intensywna grawitacja AGN oraz ogromna gęstość materiału budulcowego sprawiają, że nowo narodzone światy błyskawicznie przybierają na masie.
W krótkim czasie mogą one prześcignąć rozmiarami Ziemię, a nawet Jowisza. Badacze sugerują wręcz, że w torusach otaczających supermasywne czarne dziury mogą znajdować się największe populacje planet w całym kosmosie.
Co więcej, to ekstremalne środowisko może prowadzić do powstania obiektów, których nie spotkamy nigdzie indziej. Modelowanie wykazało możliwość formowania się egzotycznych struktur o ogromnej masie, składających się niemal wyłącznie z pyłu.
To zupełnie nowa kategoria ciał niebieskich, która wymyka się tradycyjnym podziałom na planety skaliste i gazowe olbrzymy. Skala zjawiska jest tak duża, że niektóre z tych „super-planet” mogą w pewnym momencie zgromadzić tyle gazu, że ich masa przekroczy masę krytyczną, inicjując procesy termojądrowe i przekształcając je w nowe gwiazdy.
Nowy rozdział w badaniach nad ewolucją galaktyk
Jeśli teoretyczne przewidywania naukowców zostaną potwierdzone obserwacyjnie, będziemy musieli całkowicie przedefiniować naszą wiedzę o powstawaniu struktur we wszechświecie. Wizja, w której czarne dziury nie tylko niszczą, ale wręcz zasiewają galaktyki milionami planet, zmienia postrzeganie relacji między tymi obiektami a resztą materii barionowej.
To, co dotychczas nazywaliśmy kosmicznym potworem, może okazać się kluczowym elementem ekosystemu sprzyjającego narodzinom różnorodnych światów.
Na ten moment astronomowie stają przed ogromnym wyzwaniem. Dostrzeżenie planety krążącej wokół czarnej dziury w odległej galaktyce jest zadaniem niemal niewykonalnym przy użyciu dzisiejszych teleskopów, ze względu na oślepiający blask aktywnego jądra galaktyki.
Niemniej jednak, opublikowane wyniki dają teoretyczne podstawy do poszukiwania dowodów pośrednich. Astronomia wielokrotnie udowadniała, że to, co dziś wydaje się science-fiction, jutro staje się przedmiotem rutynowych obserwacji.
Czekamy więc na moment, w którym będziemy mogli zajrzeć w głąb tych pyłowych pierścieni i sprawdzić, ile z tych teoretycznych światów rzeczywiście tam istnieje.
