Как выжить рядом с черной дырой. Опыт планет необычного происхождения

МОСКВА, 9 дек — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Ученые из Японии сообщили, что вокруг сверхмассивных черных дыр могут формироваться системы с десятками тысяч гигантских планет. Известно, что планеты есть у пульсаров — быстровращающихся нейтронных звезд. Что представляют собой твердые тела, возникающие в самых неподходящих для этого условиях, — в подборке РИА Новости.

Непокорный пропланетный диск

Планетные системы наблюдаются только у звезд — за редким исключением. Ученые нескольких японских университетов решили доказать, что планеты могут быть и у сверхмассивных черных дыр в активных ядрах галактик.

Сверхмассивная черная дыра тяжелее Солнца в несколько миллионов раз. Газовые диски вокруг этих гаргантюа выбрасывают огромное количество энергии, вызывая аккрецию вещества и образование тора — фигуры в форме бублика. Теоретически там могут быть области, не доступные излучению, а потому холодные. Пылевые частицы в таких местах покрываются льдом и легче объединяются.

На основе этого предположения ученые смоделировали поведение обледенелой пыли у сверхмассивной черной дыры. Когда размер снежинок достигает сантиметра, они собираются в снежки, а затем и в большие образования. Возникает нечто вроде протопланетного облака, которое в какой-то момент теряет стабильность и рождает множество планет в десятки раз тяжелее Земли.

Планетные системы вероятнее возникнут в активных ядрах галактик Сейфертовского типа, таких как Млечный Путь, чем в квазарах. Время формирования — миллиарды лет, если центр звездного скопления очень тусклый.

Планеты, возникшие в столь необычных условиях, еще предстоит обнаружить. Возможно, для прямых наблюдений подойдут тяжелые космические рентгеновские интерферометры. Косвенное же свидетельство существования протопланетного диска — изменение спектров в миллиметровом диапазоне.

Коричневые карлики

Более сотни газопылевых дисков обнаружили в окрестностях молодых коричневых карликов — необычных объектов, по размерам находящихся между звездами и планетами. Недавно международный коллектив ученых с помощью данных телескопа-интерферометра ALMA, установленного в пустыне Атакама, изучил двойную систему 2M1207 из молодого коричневого карлика и гигантской планеты, которую впервые удалось наблюдать напрямую. Возраст объектов — всего пять-десять миллионов лет.

Планета 2M1207b оказалась гораздо менее тусклой, чем следует из расчетов. Это дало основание предположить наличие атмосферы с плотными облаками. У ее компаньона тоже есть газопылевой диск, но слишком узкий. Возможно, это результат влияния планеты.

© NASA / JPL-Caltech

Субкоричневый карлик WISEA 1147

Планеты-одиночки

Коричневые карлики недаром считаются планетоподобыми телами. Слишком маленькие, чтобы зажечь самоподдерживающуюся термоядерную реакцию внутри себя, вскоре после образования они остывают, а потом сжимаются. На это уходит несколько сотен миллионов лет.

Ученые из США и Канады установили, что самый близкий к Солнцу коричневый карлик SIMP0136 — на самом деле огромная планета-одиночка среди группы звезд Carina-Near, движущихся вместе в пространстве.

Объект SIMP0136 в 13 раз тяжелее Юпитера, это ставит его как раз на границу, отделяющую коричневых карликов от планет. Такие свободно перемещающиеся в пространстве объекты планетной массы (их еще называют планемо) очень важны для ученых, поскольку позволяют относительно легко исследовать атмосферу. Но обнаружить их крайне сложно.

Притяжение пульсара

Первую планетную систему за пределами Солнечной системы открыли в 1992 году у пульсара PSR B1257+12 — это 2300 световых лет от нас. Пульсар — нейтронная звезда, вращающаяся с чудовищной скоростью, излучающая огромное количество электромагнитной энергии. Это продукт вспышки сверхновой. Взрыв должен разрушить любые тела поблизости. Как же уцелели планеты?

Возникла гипотеза, что планеты заново образовались вокруг пульсара, каким-то образом захватившего материал родительской звезды. Доказательства добыли астрономы из Великобритании, наблюдавшие за одним из ближайших пульсаров — Гемингой, в 800 световых лет от нас. В 1997 году там вроде бы увидели планету, но затем опровергли это открытие.

Британские ученые изучали Гемингу в те годы на телескопе James Clerk Maxwell (Гавайи), работающем в субмиллиметровом диапазоне. В 2013-м получили данные на обновленной камере и соединили два типа снимков. Вокруг пульсара увидели арку — ударную волну, которая образуется из-за очень высокой скорости объекта, больше скорости звука в межзвездном газе.

Вероятно, частицы пыли и газа собираются с этой арки и дрейфуют к пульсару. Согласно расчетам, масса материала в несколько раз превышает земную. Этого достаточно, чтобы сформировать планету. Но мало, чтобы решить загадку 25-летней давности о происхождении планет вокруг пульсаров.

© Фото : NASA/JPL-Caltech

Пульсар и вращающаяся вокруг него планета PSR B1257+12 глазами художника