Сколько обитаемых планет может теоретически существовать вокруг чёрной дыры
Огромное количество потенциально пригодных для жизни планет теоретически могут существовать на стабильных орбитах вокруг сверхмассивной чёрной дыры.
Астрофизик Шон Раймонд из Обсерватории Бордо во Франции, который занимается исследованием формирования и развития планетарных систем, предполагает, что около 1 миллиона планет на орбитах чёрной дыры потенциально способны поддерживать жизнь, какой мы её знаем.
Поскольку на Земле существует практически везде жидкая вода, то астрономы считают потенциально пригодными для жилья те миры, в которых жидкая вода может выживать на их поверхности.
В «жилой зоне» нашего Солнца находится только одна планета (Земля), но история других звёзд может отличаться от истории солнца. Например, система TRAPPIST-1 имеет три обитаемых планеты, по типу нашей планеты Земля.
Астрофизик решил смоделировать «Построение предельной солнечной системы», чтобы узнать, какое максимальное количество планет может оказаться в «зоне жизни» вокруг чёрной дыры.
В настоящее время есть два вида чёрных дыр, о которых учёные знают:
- Чёрные дыры по звёздной массе равные нескольким солнцам. Они формируются, когда гигантские звёзды умирают и разрушаются сами по себе.
- Супермассивные чёрные дыры в миллионы и миллиарды раз больше массы Солнца. Они существуют в центре большинства, если не всех, крупных галактик.
Чёрные дыры чрезвычайно компактны. Чёрная дыра с массой солнца составляла бы всего 6,5 километров.
Для сравнения, Стрелец A *, сверхмассивная чёрная дыра, которая располагается в центре Млечного Пути, c массой около 4 миллионов солнц, имеет диаметром 23,6 миллионов км (это чуть больше 40% размера орбиты Меркурия вокруг Солнца).
А это значит, что более 500 подобных Земле планет могут окружить чёрную дыру в миллионной солнечной массе, если учитывать случайное размещение звёзд.
Но что произойдёт, если вокруг сверхмассивной чёрной дыры сформируется кольцо планет?
Сколько потенциально пригодных для жизни планет может поместиться вокруг сверхмассивной чёрной дыры, масса которой в миллион раз больше массы Солнца? «Она будет почти такой же массивной, как центр Млечного пути» — сказал Раймонд. И ведь это речь идёт только о диаметре солнца.
Орбиты вокруг солнца, по которым движутся планеты, могут подойти настолько близко друг к другу, только пока эффекты их гравитационных тяг не подавят солнечные лучи, что приведёт к нестабильным орбитам. Примерно шесть планет могут войти в устойчивые концентрические орбиты в пригодной для жизни зоне Солнца.
Напротив, гравитационное тяговое усилие сверхмассивной чёрной дыры необычайно сильное — достаточное, чтобы легко ошеломить планеты. Если солнце заменить чёрной дырой миллионной солнечной массы, то 550 планет могли бы ходить по устойчивым концентрическим орбитам в пригодной для жизни зоне.
Притяжение сверхмассивной чёрной дыры будет тянуть сильнее, перетягивать планеты ближе к чёрной дыре.
Одним из способов создать обитаемую зону вокруг сверхмассивной чёрной дыры является размещение звёзд между нею и планетами. Кольцо из девяти солнечных звёзд 0,5 АУ вокруг чёрной дыры сделало бы каждую из 550 планет потенциально пригодной для жизни.
Было бы очень интересно жить на планете в этой системе
Для завершения орбиты вокруг чёрной дыры потребуется всего несколько дней
- около 1,6 дня но внутреннему краю обитаемой зоны
- 4,6 дня на внешнем крае обитаемой зоны
Между двумя такими планетами расстояние было бы примерно вдвое больше, чем расстояние между Землёй и Луной. Ближайший сосед планеты появлялся бы примерно в два раза чаще полной луны в небе. Каждые несколько дней появлялась бы целая стая гигантских объектов, проходящих по небу.
«Девять солнц» тоже были бы зрелищем: каждые 3 часа каждое из них завершало бы свою орбиту вокруг чёрной дыры. Это означает, что каждые 20 минут одно из солнц будет проходить за чёрной дырой. «Когда солнце проходит за чёрной дырой, гравитация чёрной дыры изгибает свет и может действовать как объектив. Он фокусирует солнечный свет на планету. Это искажает форму солнца, шар будет выглядеть как кольцо … Кроме того, звёздный свет будет растянут гравитацией чёрной дыры. Те звёзды, которые ближе к чёрной дыре, выглядят краснее, а те, которые находится дальше, выглядят голубыми».
Итак, чёрная дыра с орбитальным кольцом из девяти солнечных звёзд, 1 миллион планет в пределах обитаемой зоны, 400 орбитальных колец жилой зоны, по 2500 планет на каждой – это подсчитал астрофизик Шон Раймонд.