Международная группа астрономов представила неожиданную гипотезу: яркие и крайне турбулентные области в центрах галактик — активные галактические ядра (AGN), питаемые сверхмассивными чёрными дырами — могут быть настоящими фабриками по производству планет. По их расчётам, в таких регионах может формироваться до миллионов планет размером с Юпитер.

Неожиданное открытие

Как рассказывает Space.com, активные галактические ядра — это области вокруг сверхмассивных чёрных дыр, которые активно поглощают окружающее вещество. Вокруг них образуются мощные аккреционные диски из газа и пыли, которые разогреваются до огромных температур и излучают колоссальное количество энергии, часто превосходящее суммарное свечение всех звёзд галактики.

Ранее считалось, что такие экстремальные условия — сильная турбулентность, высокая температура и интенсивное излучение — малопригодны для формирования планет. Однако новая компьютерная модель, разработанная учёными из Университета Колорадо в Боулдере и Нью-Мексиканского университета, показала обратное.

Как рождаются планеты у чёрной дыры

Исследователи смоделировали аккреционный диск вокруг сверхмассивной чёрной дыры и учли условия на его внешних границах. Расчёты показали, что на расстоянии десятков парсеков (примерно 100–300 световых лет) от чёрной дыры могут формироваться миллионы «пылевых гигантов» — планет, по массе превосходящих Юпитер. Эти объекты будут напоминать раскалённые лавовые шары.

«Мы были полностью поражены, когда заметили этот диапазон масс и размеров формирующихся планет», — рассказал Бхупендра Мишра из Университета Колорадо в Боулдере.

Формирование происходит благодаря механизму streaming instability (потоковой неустойчивости), при котором пылевые частицы собираются в длинные плотные нити — идеальные «родильные комнаты» для планет. Высокая плотность газа в аккреционном диске делает этот процесс гораздо более эффективным, чем в обычных протопланетных дисках вокруг молодых звёзд.

Судьба планет

Образовавшиеся планеты, по прогнозам, будут относительно стабильными, но со временем начнут мигрировать радиально от чёрной дыры, удаляясь от самых активных и опасных зон диска.

Как проверить гипотезу

Пока теория основана исключительно на моделировании. Для её подтверждения необходимы наблюдательные данные. Авторы надеются, что явление гравитационного линзирования поможет выявить скопления таких планет на окраинах аккреционных дисков.

«Мы могли бы обнаружить эти планеты, но для этого модель нужно изучать дальше», — отметил Мишра.

Вкратце

Учёные обнаружили, что вокруг активных сверхмассивных чёрных дыр в центрах галактик могут формироваться миллионы планет-гигантов. Турбулентные аккреционные диски создают идеальные условия для потоковой неустойчивости, приводящей к быстрому рождению «пылевых гигантов». Это открытие существенно расширяет представления о местах, где может зарождаться планетная система, и показывает, что активные галактические ядра могут быть не только разрушителями, но и колыбелями планет. Исследование опубликовано на сервере arXiv.