Jesteśmy przyzwyczajeni do tego, że planety krążą wokół gwiazd. Okazuje się jednak, że mogą one także krążyć wokół supermasywnych czarnych dziur.
Już wcześniej pojawiały się przypuszczenia, że planety mogą krążyć wokół mniejszych czarnych dziur, ale rzadko wspominano o supermasywnych czarnych dziurach, które są miliony razy masywniejsze od Słońca. Keiichi Wada z Uniwersytetu Kagoshima w Japonii wraz ze swoim zespołem zastosował do nich modele formowania planet, aby zobaczyć do czego to doprowadzi.
„To pierwsze badania, w których stwierdzono możliwość 'bezpośredniego’ tworzenia obiektów planetarnych, które nie są związane z żadnymi gwiazdami, a z supermasywnymi czarnymi dziurami” mówi Wada.
Proces powstawania planet zazwyczaj rozpoczyna się w dysku pyłu i gazu otaczającego gwiazdę. Stopniowo materia łączy się ze sobą w lokalne zagęszczenia, a następnie ich grawitacja przyciąga więcej materii, prowadząc do powstania planet.
Wada wraz ze swoim zespołem zbadał jak zachowywałyby się podobne dyski, o których wiemy, że otaczają supermasywne czarne dziury, i wykazał, że może w nich zachodzić podobny proces. „Zasadniczo w takich dyskach mogłyby powstawać planety w ten sam sposób, w który powstają w otoczeniu gwiazd” mówi Wada.
Ze względu na swoją ogromną masę i grawitację, supermasywne czarne dziury zakrzywiają czasoprzestrzeń w osobliwy sposób. Niemniej jednak, krążące wokół nich planety mogą nie odczuwać żadnych dziwnych skutków takich jak dylatacja czasu. Wada przyznaje, że takie planety krążyłyby w ogromnych odległościach od czarnej dziury, rzędu 10-30 lat świetlnych, gdzie ekstremalne zjawiska związane z ogólną teorią względności, byłyby już pomijalne.
Układy planetarne wokół supermasywnych czarnych dziur mogą jednak nie przypominać układów powstałych w otoczeniu gwiazd. „Łączna ilość pyłu w takim dysku jest ogromna” mówi Wada. Oznacza to, że typowe planety charakteryzowałyby się masą dziesięciokrotnie większą od masy Ziemi, a wokół jednej supermasywnej czarnej dziury mogłoby krążyć nawet 10 000 takich planet.
Sean Raymond z Uniwersytetu w Bordeuax przyznaje, że wnioski badaczy są logiczne. Jednak według niego powstawanie planet może być także możliwe bliżej supermasywnej czarnej dziury. „Teoretycznie możliwe jest, że wokół jednej czarnej dziury mogą krążyć miliony planet. Jednak do tego wiele warunków musiałoby pasować wprost idealnie” dodaje.
Bezpośrednie wykrycie takich planet byłoby niezwykle trudne ze względu na odległości. Jednak potencjalnie możliwe jest uzyskanie pośrednich dowodów na ich obecność opierając się na badaniach dysku protoplanetarnego w podczerwieni.
Źródło: New Scientist