Είναι εύκολο να σκεφτεί κανείς τις μαύρες τρύπες ως άφθονες μηχανές καταστροφής, απορρίπτοντας τα πάντα σε άμεση γειτνίαση. Αλλά αυτό δεν συμβαίνει πάντα. Τα περιβάλλοντα γύρω από τις ενεργές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες είναι περίπλοκα και πέρυσι, μια ομάδα αστρονόμων έδειξε ότι υπάρχει μια ασφαλής ζώνη γύρω από κάθε υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στην οποία χιλιάδες πλανήτες θα μπορούσαν να βρίσκονται σε τροχιά.
Τώρα, η ομάδα με επικεφαλής τον Keiichi Wada του Πανεπιστημίου Kagoshima στην Ιαπωνία έχει δώσει ένα νέο όνομα σε αυτούς τους πλανήτες μαύρης τρύπας - "blanets", που είναι απλώς ευχάριστο - και επεξεργάστηκε πώς αυτά τα blanets μπορεί να σχηματιστούν από τους κόκκους σκόνης που περιστρέφονται γύρω από την μαύρη τρύπα.
"Εδώ, διερευνούμε τις διαδικασίες πήξης της σκόνης και τις φυσικές συνθήκες του σχηματισμού blanet", έγραψαν σε ένα έγγραφο που υποβλήθηκε επί του παρόντος στο The Astrophysical Journal για αξιολόγηση από ομοτίμους ερευνητές και ανεβάστηκαν στην υπηρεσία προ-εκτύπωσης arXiv.
"Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι οι ''κουβέρτες'' θα μπορούσαν να σχηματιστούν γύρω από σχετικά γαλαξιακούς πυρήνες σχετικά χαμηλής φωτεινότητας κατά τη διάρκεια της ζωής τους."
Γνωρίζουμε ότι τα αστέρια μπορούν να συλληφθούν σε τροχιά γύρω από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες - οι αστρονόμοι παρατηρούν τον περίπλοκο χορό των αστεριών γύρω από τον Τοξότη A *, την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στην καρδιά του Γαλαξία, εδώ και δεκαετίες.
Έχει επίσης υποτεθεί ότι οι εξωπλανήτες - και οι δύο σε τροχιά γύρω από αυτά τα καταγεγραμμένα αστέρια - μπορούν επίσης να συλληφθούν από μαύρες τρύπες
Αλλά η ομάδα του Wada προτείνει μια νέα κατηγορία εξωπλανητών, εκείνων που σχηματίζονται γύρω από ενεργές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στις καρδιές των γαλαξιών. Μια τέτοια ενεργή μαύρη τρύπα περιβάλλεται από έναν δίσκο συσσώρευσης, έναν τεράστιο δακτύλιο σκόνης και αερίου που περιστρέφεται γύρω από το εσωτερικό του χείλος που τροφοδοτεί τη μαύρη τρύπα.
Αυτό μοιάζει πολύ με τον τρόπο σχηματισμού πλανητών γύρω από αστέρια. Μια συστάδα σε ένα σύννεφο αερίου καταρρέει βαρυτικά από μόνη της, περιστρέφεται. αυτό είναι το πρωτόσταρ. Καθώς περιστρέφεται, υλικό από το περιβάλλον σύννεφο σχηματίζει ένα δίσκο που τροφοδοτείται σε αυτό, ενώ λίγο πιο μακριά από το αστέρι, όπου το υλικό περιστρέφεται πιο σταθερά, μπορούν να σχηματιστούν πλανήτες.
Στη διαδικασία του πλανητικού σχηματισμού, οι κόκκοι σκόνης που απαρτίζουν το δίσκο αρχίζουν να συγκολλούνται μεταξύ τους λόγω ηλεκτροστατικών δυνάμεων. Αυτά τα μεγαλύτερα κομμάτια αρχίζουν στη συνέχεια να συγκρούονται μεταξύ τους, σταδιακά συσσωρεύοντας όλο και περισσότερους κόκκους έως ότου το αντικείμενο είναι αρκετά ογκώδες για να αναλάβουν βαρυτικές δυνάμεις. Εάν τίποτα δεν διαταράσσει τη διαδικασία, μετά από λίγα εκατομμύρια χρόνια περίπου, έχετε έναν πλανήτη.
Στην εφημερίδα τους πέρυσι, ο Wada και η ομάδα του διαπίστωσαν ότι, σε επαρκείς αποστάσεις από τη μαύρη τρύπα, ο σχηματισμός blanet μπορεί να είναι ακόμη πιο αποτελεσματικός από ότι γύρω από τα αστέρια, επειδή η τροχιακή ταχύτητα του δίσκου προσαύξησης είναι αρκετά γρήγορη για να εμποδίσει τα αντικείμενα να διαφύγουν από την τροχιά και παρασύρεται προς τη μαύρη τρύπα.
Υπήρχαν όμως κάποια προβλήματα με τους υπολογισμούς τους. Πρώτον, είναι πιθανό ότι, εάν η ταχύτητα σύγκρουσης των συσσωμάτων αερίου είναι αρκετά υψηλή, τα αρχικά συσσωματα σκόνης θα μπορούσαν να συντρίφθουν μεταξύ τους, αντί να κολλήσουν μεταξύ τους. Δεύτερον, οι συστάδες θα μπορούσαν να αναπτυχθούν πολύ γρήγορα στο στάδιο σύγκρουσης, το οποίο δεν ταιριάζει σε ένα πιο φυσικό μοντέλο πυκνότητας σκόνης.
Έχοντας υπόψη αυτούς τους περιορισμούς, η ομάδα επανυπολόγισε το μοντέλο σχηματισμού blanet έξω από το "snowline", την απόσταση από το κεντρικό σώμα στο οποίο οι πτητικές ενώσεις μπορούν να συμπυκνωθούν στον πάγο. Και διαπίστωσαν ότι, εάν το μοντέλο σχηματισμού πλανητών μας είναι σωστό, θα πρέπει πράγματι να υπάρχουν συνθήκες υπό τις οποίες μπορούν να σχηματιστούν ''κουβέρτες''.
Εάν το ιξώδες του δίσκου είναι κάτω από ένα ορισμένο όριο, αυτό θα εμποδίσει τα αδρανή να καταστρέψουν το ένα το άλλο κατά τη σύγκρουση. Και, επειδή ο σχηματισμός ''κουβερτών'' δεν υπόκειται στους ίδιους περιορισμούς με τους πλανήτες, μπορεί να είναι απόλυτοι chonkers.
Περίπου μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που χρονολογείται σε 1 εκατομμύριο ηλιακές μάζες, ''κουβέρτες'' στη "snowline" θα μπορούσαν να σχηματιστούν σε 70-80 εκατομμύρια χρόνια.
Όσο πιο μακριά είναι από τη μαύρη τρύπα, τόσο μεγαλύτερο μεγαλώνουν. Σύμφωνα με τους νέους υπολογισμούς της ομάδας, περίπου 13 έτη φωτός από τη μαύρη τρύπα, οι ''κουβέρτες''- blanets, θα μπορούσαν να κυμαίνονται μεταξύ 20 και 3.000 μαζών της Γης, κάτι που βρίσκεται ακριβώς στο ανώτατο όριο της πλανητικής μάζας όπως το γνωρίζουμε.
Για μια μαύρη τρύπα σε 10 εκατομμύρια ηλιακές μάζες, αυτή η μάζα μπορεί εύκολα να ανατραπεί σε καφέ νάνος: σώματα που βρίσκονται ανάμεσα σε γίγαντες αερίου και αστέρια, συντήκτουν δευτέριο στους πυρήνες τους, αλλά όχι αρκετά μαζικά για τη σύντηξη υδρογόνου.
Φυσικά, δεν μπορούμε να εντοπίσουμε αυτά τα αντικείμενα, πράγμα που σημαίνει ότι πρέπει να παραμείνουν καθαρά υποθετικά προς το παρόν. Αλλά έχουν ενταχθεί σε μια αυξανόμενη κοτέρι υποθετικών κοσμικών αντικειμένων με αξιοσημείωτη ονομασία, η οποία περιλαμβάνει φεγγαρόφωτα (φεγγάρια των φεγγαριών) και πλανήτες (τα φεγγάρια μεγάλων εξωπλανητών που εκδιώκονται από την πλανητική τροχιά σε αστρική τροχιά, όπως ένας πλανήτης).
Και, σημειώνουν οι ερευνητές, οι ''κουβέρτες'' ανοίγουν ενδιαφέρουσες οδούς για εξερεύνηση του ακραίου χώρου γύρω από τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες.
"Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι οι ''κουβέρτες'' θα μπορούσαν να σχηματιστούν γύρω από σχετικά γαλαξιακούς πυρήνες σχετικά χαμηλής φωτεινότητας κατά τη διάρκεια της ζωής τους (100 εκατομμύρια χρόνια), "έγραψαν στην εφημερίδα τους.
"Το αέριο περίβλημα μιας ''κουβέρτας'' πρέπει να είναι αμελητέα μικρό σε σύγκριση με τη μάζα του κουβέρτου. Επομένως, το σύστημα των blanets είναι εξαιρετικά διαφορετικό από τους τυπικούς πλανήτες τύπου Γης στα συστήματα εξωπλανήτη. Η δυναμική σταθερότητα ενός τέτοιου συστήματος γύρω από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα μπορεί να είναι ένα ενδιαφέρον θέμα για μελλοντικές μελέτες. "
Η έρευνα έχει υποβληθεί στο The Astrophysical Journal και είναι διαθέσιμη στο arXiv..
