В окрестностях сверхмассивных черных дыр плодятся планеты-гиганты

Черные дыры — не только прожорливые чудовища. Они открыли «подпольные цеха» по производству гигантских планет: астрономы нашли «космические роддома» вблизи активных ядер галактик

Дмитрий Павлов

Автор Hi-Tech Mail

Активное ядро галактики со сверхмассивной черной дырой и диском из космической пыли. Частицы этой пыли при благоприятных условиях могут формировать гигантские планетарные тела.Источник: https://phys.org/

Привычный образ черной дыры как вселенского «пожирателя» материи оказался неполным. Международная группа исследователей пришла к выводу, что активные сверхмассивные черные дыры (СМЧД) в центрах галактик способны создавать условия для рождения огромного числа гигантских планет. Работу опубликовал The Astrophysical Journal.

Ученые моделировали процессы во внешних областях аккреционных дисков активных галактических ядер (англ. active galactic nuclei, AGN) — гигантских структур из газа и пыли, окружающих сверхмассивные черные дыры. Оказалось, что в этих регионах пыль может слипаться в плотные образования, которые со временем превращаются в объекты планетарной массы.

Планеты-тяжеловесы размером почти со звезду

Согласно компьютерным расчетам, вокруг активных черных дыр могут формироваться не просто экзопланеты, а настоящие гиганты. Некоторые из них достигают массы в тысячи земель и состоят практически целиком из пыли. Более того, часть объектов со временем набирает столько вещества, что приближается по массе к звездам.

Авторы исследования считают, что ими может быть обнаружен принципиально новый механизм звездообразования. Если обычно звезда возникает в результате гравитационного сжатия огромного газового облака, то здесь процесс идет в обратном направлении: сначала появляются небольшие «строительные блоки», которые постепенно наращивают массу, а затем запускают термоядерные реакции.

Распределение СМЧД по возрасту и массе — На этом графике показано распределение по массе и возрасту самых удаленных активных сверхмассивных черных дыр, известных на данный момент во Вселенной. Они были обнаружены с помощью целого ряда телескопов, как космических, так и наземных. Три отмеченные СМЧД были недавно обнаружены в ходе исследования Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS), проведенного космическим телескопом «Джеймс Уэбб». Самая удаленная черная дыра - CEERS 1019, которая существовала чуть более 570 миллионов лет после большого взрыва. СМЧД CEERS 746 была обнаружен через 1 миллиард лет после большого взрыва. На третьем месте в настоящее время находится CEERS 2782, которая существовала через 1,1 миллиарда лет после большого взрыва. Черные дыры New CEERS намного меньше, чем было многие другие СМЧД. Масса CEERS 1019 составляет всего 9 миллионов солнечных масс. И CEERS 746, и CEERS 2782 чуть больше, их масса в 10 миллионов раз превышает массу Солнца. Все три объекта похожи по массе на черную дыру в центре нашей галактики Млечный Путь, которая всего в 4,6 миллиона раз превышает массу Солнца.Источник: https://commons.wikimedia.org/

Получившиеся массивные звезды впоследствии способны коллапсировать в черные дыры. Те, в свою очередь, могут сливаться между собой и образовывать так называемые черные дыры промежуточной массы в сотни и даже тысячи солнц (но не более 50 тысяч солнечных масс — это нижняя граница СМЧД).

Следы новых миров будут искать по «космической подсветке»

Проверить гипотезу ученые намерены с помощью эффекта микролинзирования. Если такие планеты действительно вращаются внутри дисков активных галактических ядер, они должны кратковременно усиливать свет самого ядра, выступая маленькими гравитационными линзами. Исследователи уже рассчитали характерный рисунок подобных вспышек, который можно будет искать в данных наблюдений за AGN.

Особые надежды возлагаются на космический телескоп Nancy Grace Roman, который будет использовать микролинзирование для поиска новых миров и изучения далеких объектов Вселенной.

Сближение черных дыр в представлении художников NASAИсточник: https://commons.wikimedia.org/

Тема активных галактических ядер и сверхмассивных черных дыр регулярно появляется на Hi-Tech Mail. Так, в этой статье мы разбирались, может ли черная дыра поглотить всю нашу Вселенную. А здесь рассказали, как в одной галактике уживаются сразу три интенсивно растущих СМЧД.