Gdy wyobrażamy sobie czarne dziury, zwłaszcza te supermasywne, z reguły obrazujemy w naszych głowach ogromne otchłanie, które niszczą i pochłaniają wszystko, co się do nich zbliży. Okazuje się jednak, że obiekty te raczej nie powinny kojarzyć się nam wyłącznie z destrukcją. Jak w dwóch pracach naukowych – z 2019 i 2020 roku – wykazali japońscy badacze, mogą wokół nich krążyć ich własne „blanety”.
Planety towarzyszące czarnym dziurom
Nie, nie popełniłam literówki. Uczeni z Japonii sugerują po prostu, by planety potencjalnie zlokalizowane w otoczeniu supermasywnych czarnych dziur zwać „blanetami”. Owe „blanety” miałyby powstawać w obrębie obłoków pyłu wirujących wokół supermasywnych czarnych dziur, a przynajmniej w ich bezpiecznej strefie. Poza tym, nie powinny się one zbytnio różnić od zwykłych planet, krążących wokół gwiazd. Niektóre z nich mogą być „blanetami” skalistymi, takimi jak Ziemia, choć prawdopodobnie nawet 10 razy większymi. Inne są zapewne gazowymi gigantami, niczym Jowisz.
„Blanet”, czyli planet krążących wokół supermasywnych czarnych dziur, niemal na pewno nie jesteśmy w stanie dostrzec. Te są bowiem ukryte wewnątrz dysku, w którym się narodziły. Niemniej, należy zaznaczyć, że prawdopodobnie nie w pobliżu każdej supermasywnej czarnej dziury „blanety” mogłyby powstawać.
Czego potrzeba, by narodziła się planeta?
Jak wskazują uczeni, dysk protoplanetarny gwiazdy stwarza dużo korzystniejsze warunki dla formacji planet niż materia otaczająca czarną dziurę. To przede wszystkim dlatego, iż obłoki wirujące wokół czarnej dziury cechują się dużo mniejszą gęstością niż chmury otaczające gwiazdę. Poza tym, korona materii znajdująca się na skraju horyzontu zdarzeń czarnej dziury może być tak gorąca, że w obrębie całego dysku nie może powstać lód.
Lód jest jednym z kluczowych elementów procesu formacji planet. Cząsteczki pyłu otoczone lodem po zderzeniu się ze sobą mają zdecydowanie większą szansę na połączenie się ze sobą niż cząsteczki, na których lód nie jest obecny. Z czasem takie cząsteczki są w stanie utworzyć planetę. Podobnie, bez lodu powstanie „blanety” może nie być możliwe. To powiedziawszy, niektóre dyski otaczające czarne dziury posiadają tak zwaną „linię śniegu” – ta wyznacza odległość od horyzontu zdarzeń, poza którą obłoki gazu i pyłu są na tyle chłodne, że następuje w nich zestalenie wody i innych substancji lotnych. To właśnie w ich obrębie mogą występować „blanety”.
Supermasywna czarna dziura i otaczająca ją materia. Wizja artysty. | Źródło: NASA/JPL-Caltech
Jedną z supermasywnych czarnych dziur, która mogłaby posiadać własne „blanety” jest supermasywna dziura zlokalizowana w samym centrum Drogi Mlecznej – Sagittarius A*. To dlatego, że należy ona raczej do czarnych dziur o chłodniejszej koronie, cechującej się stosunkowo niezbyt dużą jasnością.
Teoria, która ma sens
Zdaniem badaczy idea planet krążących wokół czarnych dziur wcale nie jest oderwana od rzeczywistości. Dyski protoplanetarne gwiazd są podobne do dysków materii otaczających czarne dziury na tyle, że aż dziwne jest, iż do tej pory nikt wcześniej nie wpadł na podobny pomysł. Jeden z uczonych, Keiichi Wada, uważa, że za ten stan rzeczy może odpowiadać to, iż specjaliści z zakresu formacji planet z reguły nie dysponują zbyt dużą wiedzą na temat czarnych dziur i ich otoczenia.
Wada oraz pozostali japońscy badacze wciąż dopracowują szczegóły swojej teorii. W najnowszej pracy na jej temat, która na razie trafiła do archiwum arXiv, ci przedstawili poprawioną i ulepszoną wersję modelu z 2019 roku, zaprezentowanego na łamach czasopisma Astrophysical Journal.
Ciekawe jak wyglądają planety… wróć, „blanety” krążące wokół czarnych dziur, o ile rzeczywiście istnieją. Ciekawe, czy występują na nich jakiekolwiek formy życia, mimo ogromnych dawek promieniowania emitowanych przez korony czarnych dziur. Niestety, odpowiedzi na te pytania możemy nigdy nie poznać, a szkoda.
Źródło: Science Alert, fot. tyt. NASA Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman