Czarna dziura może zamienić mini-Neptuna w planetę skalistą

Credit: Harvard University

Zespół astrofizyków i planetologów przewiduje, że planety podobne do Neptuna znajdujące się blisko centrum Drogi Mlecznej zostały zmienione w planety skaliste przez rozbłyski generowane przez pobliską supermasywną czarną dziurę.

Powyższe odkrycie bazuje na połączeniu symulacji komputerowych z danymi z poszukiwania planet pozasłonecznych oraz obserwacjami gwiazd i czarnych dziur w zakresie rentgenowskim i ultrafioletowym.

“Rozważanie wpływu czarnych dziur na ewolucję planet wydaje się być odważnym przedsięwzięciem, ale okazuje się, że takie oddziaływanie może zachodzić także w centrum Drogi Mlecznej” mówi Howard Chen z Northwestern University w Illinois.

Chen wraz ze współpracownikami z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) zbadał otoczenie najbliższej nam supermasywnej czarnej dziury Sagittarius A* o masie 4 milionów mas słońca.

[AdSense-A]

 

Doskonale wiadomo, że materia opadająca na czarną dziurę w okresach intensywnego pożerania przez nią materii, generuje jasne rozbłyski promieniowania rentgenowskiego i ultrafioletowego. Teleskopy rentgenowskie takie jak Chandra (NASA) czy XMM-Newton (ESA) dostrzegły dowody na jasne rozbłyski generowane w przeszłości od 6 milionów lat temu do zaledwie 100 lat temu.

“Zastanawialiśmy się co takie rozbłyski z Sagittarius A* mogłyby zrobić z planetami w jej otoczeniu” mówi John Forbes, współautor badania z CfA. “Nasze prace wskazują, że czarna dziura może dramatycznie zmienić życie planety”.

Autorzy rozważyli wpływ tego wysoko-energetycznego promieniowania na planety o masie między masą Ziemi a Neptuna, znajdujące się w promieniu 70 lat świetlnych od czarnej dziury.

Badacze odkryli, że promieniowanie rentgenowskie i ultrafioletowe wywiałoby znaczną część gęstej atmosfery gazowej takiej planety krążącej w pobliżu czarnej dziury. W niektórych przypadkach po takiej planecie pozostałoby jedynie gołe, skaliste jądro. Takie skaliste planety byłyby cięższe od Ziemi, byłyby tak zwanymi super-ziemiami.

“Takie super-ziemie to jeden z najpowszechniejszych typów planet odkrywanych przez astronomów poza naszym układem słonecznym” mówi Avi Loeb z CfA, współautor badania. “Nasze prace wskazują, że w odpowiednim środowisku, mogą one powstawać w naprawdę ciekawy sposób”.

[AdSense-B]

 

Badacze podejrzewają, że ten wpływ czarnej dziury może być jednym z najpowszechniejszych trybów powstawania super-ziem w pobliżu centrum naszej galaktyki.

Choć niektóre z tych planet będą znajdowały się w ekosferach swoich gwiazd podobnych do Słońca, środowisko, w którym się znajdują, znacząco utrudniałoby powstanie tam życia. Super-ziemie  byłyby wstrząsane przez eksplozje supernowych i rozbłyski promieniowania gamma, które skutecznie mogą niszczyć chemię dowolnej atmosfery istniejącej na takich planetach. Dodatkowe rozbłyski z supermasywnych czarnych dziur mogą dodatkowo całkowicie pozbawić planetę atmosfery.

Na takie planety grawitacyjnie będą działały przelatujące w pobliżu inne gwiazdy, które mogą wyrwać planetę z pobliża podtrzymującej życia gwiazdy macierzystej. Takie przelotu mogą zachodzić dość często w pobliżu supermasywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej, bowiem obszar ten jest gęsto upakowany gwiazdami. Jak gęste jest centrum Galaktyki? W promieniu około 70 lat świetlnych od centrum, astronomowie uważają, że średnia odległość między gwiazdami to 75-750 miliardów kilometrów. Dla porównania, najbliższa gwiazda do Układu Słonecznego znajduje się  40 000 miliardów kilometrów od nas.

Źródło: CfA