Zderzak planet pod supermasywną czarną dziurą? Nowy model zaskakuje

„Byliśmy oszołomieni” – mówi Bhupendra Mishra z University of Colorado Boulder, wspominając moment, gdy wyniki symulacji ujawniły coś, czego nikt się nie spodziewał. Aktywne galaktyki, zasilane przez supermasywne czarne dziury, mogą nie tylko niszczyć – ale też tworzyć całe światy. Nowy model sugeruje, że w samym sercu tych kosmicznych inferno mogą powstawać miliony planet.

Dysk akrecyjny – piekło, w którym rodzą się planety

→ Czytaj też: Niespodziewana superziemia 25 lat świetlnych stąd

Aktywne jądro galaktyki (AGN) to obszar wokół supermasywnej czarnej dziury, gdzie gromadzą się ogromne ilości gazu i pyłu. Gdy materiał ten spiralnie opada w kierunku horyzontu zdarzeń, tarcie rozgrzewa go do milionów stopni – dysk zaczyna jaśnieć tak silnie, że często przyćmiewa światło wszystkich gwiazd w całej galaktyce. W takim miejscu, pełnym turbulencji i promieniowania, trudno wyobrazić sobie spokojne warunki potrzebne do formowania planet.

A jednak to właśnie obrzeża tych dysków mogą być zaskakująco gościnne. Zdaniem Mishry i jego współpracownika Wladimira Lyry z New Mexico State University, temperatury i gęstości na krańcach dysku AGN są zbliżone do tych w protoplanetarnych dyskach wokół młodych gwiazd. Tam, z dala od najintensywniejszego żaru, może dochodzić do gromadzenia się pyłu.

Mechanizm, który tworzy miliony światów

→ Czytaj też: Wszechświat miał 670 mln lat. Znaleźli tam coś, co według fizyki nie istnieje

Kluczem jest zjawisko zwane niestabilnością strumieniową (ang. streaming instability). W tradycyjnych dyskach protoplanetarnych pozwala ono pyłowi zbijać się w gęste włókna, które następnie zapadają grawitacyjnie, tworząc planetozymale – zalążki przyszłych planet. W dysku AGN ten sam proces może zachodzić na znacznie większą skalę.

„Odkryliśmy, że miliony planet o masie Jowisza mogą powstawać w odległości dziesiątek parseków od supermasywnej czarnej dziury” – mówi Mishra w rozmowie z Space.com. Jeden parsek to około 3,26 roku świetlnego. Te obiekty autorzy nazywają „pyłowymi olbrzymami”. „Będą wyglądać jak kule lawy” – dodaje.

„Będą wyglądać jak kule lawy.”

Co więcej, dysk wokół czarnej dziury zawiera znacznie więcej materii niż ten wokół przeciętnej gwiazdy. Dzięki temu potencjał do tworzenia planet jest nieporównywalnie większy: zamiast kilku światów w układzie słonecznym, mówimy o milionach w jednym AGN.

Uciekinierzy z inferno

Nawet jeśli takie planety powstaną, prawdopodobnie nie pozostaną w okolicach czarnej dziury na długo. Symulacje pokazują, że choć są one stabilne, to pod wpływem interakcji grawitacyjnych z dyskiem będą migrować radialnie – oddalać się od centrum. Innymi słowy, z czasem opuszczą macierzysty dysk i wypłyną w przestrzeń międzygalaktyczną. Możliwe, że właśnie w ten sposób powstają populacje swobodnych planet, które astronomowie od lat próbują wykryć.

Jak sprawdzić, czy model ma odzwierciedlenie w rzeczywistości? Najlepszym narzędziem byłoby soczewkowanie grawitacyjne – zjawisko, w którym masywny obiekt zakrzywia światło pochodzące z bardziej odległego źródła. Gdyby klaster takich planet znalazł się na linii widzenia, moglibyśmy zaobserwować charakterystyczne rozjaśnienie tła. „Soczewkowanie grawitacyjne mogłoby pomóc zidentyfikować skupiska tych planet na obrzeżach dysku AGN” – wyjaśnia Mishra. „Ale znalezienie takiego AGN nie jest łatwe, chyba że będziemy mieć szczęście”.

Zespół zapowiada dalsze prace. Dopóki jednak nie pojawią się bezpośrednie obserwacje, pozostaje nam fascynująca wizja: w samym sercu galaktyki, tuż obok supermasywnej czarnej dziury, mogą wirować setki tysięcy światów wielkości Jowisza – gorących, ciemnych, niepodobnych do niczego, co znamy. To stawia pod znakiem zapytania nasze wyobrażenie o tym, gdzie i w jaki sposób mogą powstawać planety.