Астрофизики традиционно считали активные ядра галактик крайне неблагоприятным местом для зарождения планет из-за экстремального излучения и турбулентности. Однако компьютерное моделирование показало обратное: на расстоянии десятков парсек от центрального объекта плотность вещества идеальна для запуска процессов планетообразования. Работа размещена на сервере arXiv.
Рядом с активными сверхмассивными черными дырами рождаются миллионы планет
Астрономы обнаружили, что бурные окрестности сверхмассивных черных дыр в активных ядрах галактик могут быть колыбелью для миллионов планет. Вопреки логике, колоссальная гравитация и трение в дисках аккреции создают условия, похожие на протопланетные диски молодых звезд. Компьютерное моделирование показало, что на окраинах этих ярких зон из пыли и газа активно формируются новые космические тела.
Галактика NGC 4151 («Око Саурона»). Расположена в созвездии Гончих Псов на расстоянии около 62 миллионов световых лет. Масса ее черной дыры оценивается примерно в 40 миллионов масс Солнца. Она активно поглощает огромные объемы межзвездного газа, а внешние области ее диска (на расстоянии в десятки парсек) как раз обладают теми температурными условиями и плотностью, где, согласно математической модели, «потоковая неустойчивость» должна собирать пыль в миллионы лавовых гигантов. NASA
Эффект космической лупы. Гравитационное линзирование, предсказанное Эйнштейном, основано на том, что массивные тела (звезды, планеты или галактики) своим гравитационным полем искривляют пространство вокруг себя. Свет от фонового объекта, проходя мимо такой «линзы», меняет траекторию, из-за чего наблюдатель с Земли видит искаженное, но усиленное изображение. Именно этот метод позволяет находить невидимые планеты-сироты и далекие миры.
На иллюстрации изображены планеты, удаляющиеся от сверхмассивной чёрной дыры.
В этих отдаленных зонах аккреционного диска температура падает, а колоссальные запасы газа и пыли превосходят ресурсы обычных звездных систем. Благодаря явлению, известному как «потоковая неустойчивость», твердые частицы пыли быстро объединяются в крупные волокна, которые со временем превращаются в планеты.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
Масштабы этого процесса поражают, ведь вместо единичных планет у звезд, здесь рождаются миллионы газопылевых гигантов, по массе значительно превосходящих Юпитер. Внешне эти новорожденные миры напоминают раскаленные шары из лавы. Со временем они обретают стабильность, но не остаются на месте, а начинают мигрировать дальше к внешним границам галактического ядра.
Миграция гигантов и поиск скрытых миров
Иллюстрация, демонстрирующая строение сверхмассивной черной дыры и активного галактического ядра в центре NGC 4151.
Изучение окраин аккреционных дисков черных дыр пока находится на начальном этапе, и открытие ученых призвано заполнить пробелы в понимании структуры активных галактик. Главная трудность концепции заключается в том, что обнаружить такие планеты напрямую невероятно сложно из-за ослепительного блеска самого ядра, затмевающего свет миллиардов звезд.
Для подтверждения теории исследователи предлагают использовать метод гравитационного линзирования, при котором массивные объекты искривляют и усиливают свет от более далеких космических источников. Если астрономам улыбнется удача, этот метод позволит зафиксировать скопления планет на периферии диска.