Norii de praf din jurul găurilor negre super-masive sunt terenul de reproducere perfect pentru un nou tip exotic de planetă.

Foto 1: Găurile negre super-masive sunt de obicei înconjurate de vaste discuri de gaz și praf, iar acum, cercetătorii cred că în aceste medii sălbatice s-ar putea forma planete.

Găurile negre super-masive sunt printre cele mai interesante și ciudate obiecte din univers. Acestea sunt structuri uriașe, masive, care stau în inima celor mai multe galaxii, poate toate. Într-adevăr, ele ar putea fi considerate semințele din care au crescut toate galaxiile.

Găurile negre supermasive sunt de cel puțin o sută de mii de ori mai mari decât Soarele nostru. Adesea sunt înconjurate de nori groși de gaz care radiază cantități mari de energie. Când se întâmplă acest lucru, ele sunt numite nuclee galactice active. Descoperirea proprietăților acestor nori și a ciudaților lor rezidenți din centru este o provocare permanentă pentru astrofizicieni.

Acum, cercetătorii au un fenomen nou de luat în considerare – ideea că planetele se pot forma în norii masivi de praf și gaz din jurul găurilor negre supermasive. Anul trecut, Keichi Wada de la Universitatea Kagoshima din Japonia, împreună cu o echipă de colegi, au arătat că în anumite condiții planetele trebuie să se formeze în acești nori. Aceste planete ce ar orbita găurile negre, sau blanete așa cum le numește echipa, ar fi cu totul deosebite de orice planetă convențională și ar ridica posibilitatea unei clase de obiecte cu totul noi la care astronomii abia de pot visa.

Discul protoplanetar

Teoria generală convenită asupra formării planetelor este aceea că ele se nasc în discul protoplanetar de gaz și praf din jurul stelelor tinere. Când particulele de praf se ciocnesc, acestea se contopesc pentru a forma grupuri mai mari care adiționează tot mai mult praf în timp ce orbitează steaua. În cele din urmă, aceste aglomerații cresc suficient de mari pentru a deveni planete.

Foto 2: Particule de praf condensându-se în jurul unei găuri negre.

Wada&co. spun că un proces similar ar trebui să aibă loc în jurul găurilor negre super-masive. Acestea sunt înconjurate de nori uriași de praf și gaz care poartă unele asemănări cu discurile protoplanetare din jurul stelelor tinere. Pe măsură ce norul orbitează gaura neagră, particulele de praf trebuie să se ciocnească și să se aglomereze, formând compuși mai mari care, în cele din urmă, devin blanete.

Scara acestui proces este mult vastă în comparație cu formarea convențională a planetei. Găurile negre supermasive sunt uriașe, de cel puțin o sută de mii de ori masa Soarelui nostru. Dar particulele de gheață se pot forma numai acolo unde este suficient de rece pentru ca și compușii volatili să se condenseze.

Aceasta s-ar regăsi la aproximativ 100 de trilioane de kilometri de gaura neagră în sine, pe o orbită care durează aproximativ un milion de ani. Zilele de naștere pe blanete ar fi puține și îndelung așteptate!

În continuare, echipa a luat în considerare cât de mari ar putea crește aceste corpuri. O limitare importantă este viteza relativă a particulelor de praf din nor. Particulele cu mișcare lentă se pot ciocni și alipi, dar cele cu mișcare rapidă s-ar sparge în mod constant în coliziuni de mare viteză. Wada&co. au calculat că această viteză critică trebuie să fie mai mică de aproximativ 80 de metri pe secundă.

În același timp, rata coliziunilor trebuie să fie suficient de mare pentru ca blanetele să se formeze în timpul vieții unui nucleu galactic activ, gândit a fi probabil de o sută de milioane de ani. Aceasta lasă doar un mic interval temporal în care se pot forma blanetele, cu excepția cazului în care există un alt factor care ar grăbi formarea lor.

Foto 3: Radiația dintr-un nucleu galactic activ creează un „vânt” constant de material proaspăt pentru formarea blanetei.

Activitatea actuală a echipei se concentrează pe un astfel de factor: impactul radiațiilor asupra norului de praf. Radiația dintr-un nucleu galactic activ ar tinde să alunge particule de praf departe de gaura neagră, creând un „vânt” constant de material proaspăt pentru formarea blanetului.

Nucleul galactic activ

Acest lucru are un impact semnificativ, spun Wada&co. În aceste condiții, blanetele cresc mai repede și pot atinge dimensiuni de până la 3.000 de ori mai mult decât masa Pământului (dincolo de care ar fi suficient de masive pentru a forma pitice maro). Fără acest vânt de praf, blanetele ar crește până la cel mult șase ori masa Pământului. „Rezultatele noastre sugerează că blanetele ar putea fi formate în jurul nucleelor ​​galactice active cu luminozitate relativ mică în timpul vieții lor”, spun Wada&co.

Foto 4: Amurg pe o blanetă, în viziunea unui artist.

Cum ar putea fi aceste structuri este o întrebare deschisă. Wada&co. spun că nu pot fi uriași gazoși precum Jupiter sau Neptun. „Plicul gazos al unei blanete ar trebui să fie neglijabil de mică în comparație cu masa acesteia”, spun ei. Și nici nu ar fi ca Pământul. „Blanetele sunt extraordinar de diferite de planetele standard de tip Pământ”, adaugă echipa.

Pentru moment, lucrarea este în întregime teoretică, iar perspectiva observării unei blanete este relativ îndepărtată. Cel mai apropiat nucleu galactic activ, Centaurus A, se află la 11 milioane de ani-lumină de Pământ, cu mult dincolo de posibilitățile actuale ale căutărilor de exoplanete, care se limitează la doar câteva mii de ani-lumină.

Dar, dacă există blanete, următoarea întrebare este dacă ar putea susține viața. Exact această întrebare a apărut în urma lansării filmului Interstellar, care includea o planetă potențial locuibilă care orbita o gaură neagră. Răspunsul: probabil că nu, deși acesta nu este un motiv de descurajare pentru astronomi.