Массивные экзопланеты могут формироваться вокруг сверхмассивных черных дыр. Чёрные дыры ...

Дата публикации: 29-08-2026 13:00:19

Массивные экзопланеты могут формироваться вокруг сверхмассивных черных дыр.
Чёрные дыры – это объекты, которые поглощают все вокруг себя. Ничто не может вырваться из их неумолимого притяжения, даже сам свет. Черные дыры уничтожают все, что приближается к ним слишком близко, включая сами массивные звезды.
Но эта картина неточна. Вокруг сверхмассивных черных дыр происходит множество процессов, в результате которых конкурирующие силы приводят к тому, что, хотя черные дыры действительно поглощают материю, большая ее часть остается в их аккреционных дисках.
Новое исследование показывает, что при определенных условиях аккреционные диски вокруг сверхмассивных черных дыр могут образовывать гигантские планеты. Для этого диск должен быть сильно намагничен, что обеспечивает его стабильность и противодействует турбулентности. Исследование проводилось астрономами из Университета Нью-Мексико и опубликовано в журнале The Astrophysical Journal.
Когда вещество скапливается в аккреционном диске вокруг сверхмассивной черной дыры, оно нагревается и излучает свет. Но эти диски могут быть огромными, до 20 000 астрономических единиц и больше, в зависимости от того, как определяется диск. Поэтому внешние области диска имеют более низкие температуры, и это лежит в основе данного исследования.
«Внешние области дисков активных галактических ядер имеют температуру, сходную с температурой околозвездных дисков, что позволяет происходить конденсации пыли», — пишут авторы. «Поэтому формирование и рост планет в этих пылевых торах могут происходить посредством аналогичных механизмов».
Авторы утверждают, что уникальная среда во внешних дисках активных галактических ядер может способствовать формированию планет-гигантов.
«Мы обнаружили, что внешняя среда диска активного ядра галактики может поддерживать коагуляцию пыли и образование планетезималей с массами, превышающими массу Юпитера, вплоть до предела горения водорода и выше, обусловленные потоковой неустойчивостью», — пишут авторы.
Теория потоковой неустойчивости является ведущей теорией, объясняющей, как пыль и мелкие частицы в околозвездных дисках сгущаются, образуя планетезималы. Газ в этих дисках увлекает за собой мелкие частицы и пыль, заставляя их двигаться по спирали к звезде, где они разрушаются и становятся недоступными для формирования планет. Потоковая неустойчивость возникает, когда твердое вещество концентрируется в одной области настолько сильно, что увлекает за собой газ. Это устраняет встречный ветер, который в противном случае увлекал бы вещество и заставлял бы его двигаться по спирали к звезде. Главное отличие в этом случае заключается в том, что здесь нет звезды, а есть сверхмассивная черная дыра.
Потоковая неустойчивость работает только в том случае, если пылевые частицы достаточно велики, чтобы увлекать за собой газ. «Мы обнаружили, что размеры пылевых частиц, необходимые для потоковой неустойчивости, легко достигаются путем коагуляции; образующиеся при этом пылевые нити могут содержать массы, равные массам Солнца, коллапсируя на десятки миллионов «планетезималов» массой от Земли до сверхъюпитера», — объясняют авторы.
В этом процессе также могут образовываться объекты звездной массы из-за перехода массы. Это происходит, когда масса формирующегося планетезимала равна массе остальной части диска, что позволяет сформироваться газовой оболочке. «Аккреция газа происходит одновременно, и переходная масса может быть достигнута, когда масса еще находится в диапазоне планетных масс. В результате может происходить интенсивная аккреция, приводящая к образованию объектов со звездными массами, определяя канал аккреции ядра для звездообразования», — пишут авторы.
Но внимание привлекают именно планеты, которые могут здесь образоваться.
Природа экзопланет, образовавшихся в этих условиях, отличается от природы экзопланет в протопланетных дисках. Они не дифференцированы, как другие планеты. Вместо этого они состоят исключительно из накопившейся пыли. Авторы «предсказывают существование популяции экзотических объектов, образовавшихся непосредственно выше предела горения водорода, но при этом состоящих из чистой пыли», — пишут они.
Исследователи отмечают, что структура и эволюция этих пылевых планет выходят за рамки данной работы, но у них есть несколько соображений по этому поводу, в том числе предположение о наличии у них, вероятно, вырожденных ядер. «Их внешние слои, вероятно, нагреваются радиоактивным распадом 26Al, 60Fe и других короткоживущих радионуклидов, образующихся в результате эволюции массивных звезд в диске, поэтому силикаты плавятся по всей поверхности, и у объектов образуется магматический океан с атмосферой, насыщенной газами», — объясняют они. Астрономы описывают их как «вырожденные капли лавы», вращающиеся вокруг активного ядра галактики.
При наличии соответствующих условий эти объекты в конечном итоге могут превратиться в звезды или даже в черные дыры.
«Массивные планеты-зародыши в диске активного ядра галактики могут аккрецировать достаточно материала, чтобы превысить тепловую массу и массу изоляции примерно в 10¹⁰». 4 M ⊙ , потенциально превращаясь в звезды и, в конечном итоге, в черные дыры. Очень массивные звезды (около 100 солнечных масс), вероятно, просуществуют менее 1 млн лет, что вызовет сверхновые с коллапсом ядра, которые должны оставить после себя черные дыры», — пишут авторы.
Диски активных галактических ядер также могут образовывать и неуловимые черные дыры промежуточной массы.
«Для аккрецированных масс свыше ∼300 M⊙ прямой коллапс в промежуточные черные дыры становится вполне вероятным результатом», — добавляют исследователи.
Но на самом деле найти и наблюдать эти объекты было бы непросто. Они настолько массивны, что будут двигаться внутрь, к сверхмассивной черной дыре. «Динамическое взаимодействие между популяциями должно приводить к эффекту массовой сегрегации посредством равнораспределения, когда более массивная популяция стремится опуститься внутрь, а менее массивная — наружу. Таким образом, промежуточные черные дыры и массивные звезды могут опускаться внутрь, к внутреннему диску», — объясняют авторы.
«В заключение, диски активных галактических ядер являются благоприятными местами для роста и формирования многих астрофизически интересных объектов, от планет массой с Юпитер до звезд, а также черных дыр звездной или промежуточной массы», — пишут исследователи. «Внешние области, управляемые динамикой пыли, подавлением турбулентности и эффективными механизмами аккреции, представляются убедительным физическим аналогом протозвездных дисков, хотя и в гораздо больших динамических и тепловых временных масштабах».
«Эта работа представляет собой убедительное теоретическое подтверждение существования планет массой до десятков миллионов масс Юпитера и потенциального канала формирования промежуточных черных дыр в дисках активных галактических ядер, напрямую связывая области формирования планет и роста черных дыр», — заключают авторы.
____________________________
📰 Источник информации: The Astrophysical Journal.
📸 Фото 1: На этой иллюстрации художника изображено активное галактическое ядро с аккреционным диском и джетами. Новые исследования показывают, что при определенных условиях в диске могут образовываться гигантские планеты во внешних областях диска. То же самое относится и к черным дырам, включая неуловимые черные дыры промежуточной массы. Источник изображения: JAXA.
📸 Фото 2: На этой иллюстрации художника изображена массивная экзопланета J2126. Новое исследование утверждает, что подобные ей супер-Юпитеры могут формироваться при определенных условиях в дисках активных галактических ядер. Изображение предоставлено: Нил Кук / Университет Хартфордшира.
#космос #астрономия #наука #факты [club68997566|ЯEXPLORER | Космос]

Схожие новости

#	Наименование новости	Тональность	Информативность	Дата публикации
1	🌌 Вокруг черных дыр могут рождаться гигантские планеты! Впервые исследователи ...	0	7.78	17-08-2026
2	Чёрные дыры оказались фабриками планет: учёные проверят это в 2026-м	0	7.2	15-08-2026
3	Миры создаются из пыли: учёные нашли новый способ рождения звёзд в космосе	0	9.7	15-08-2026
4	Астрофизики обвиняют сверхмассивные черные дыры в подавлении звездообразования. В некоторых ...	0	7	04-07-2026
5	Астрофизики обвиняют сверхмассивные черные дыры в подавлении звездообразования. В некоторых ...	0	7	03-07-2026
6	Изучение Слияний Черных Дыр: Раскрытие Истории Повторяющихся Слияний Совсем недавно ...	0	4.81	27-07-2026
7	⚡ Теперь мы знаем, как #чернаядыра может улететь за пределы ...	0	6.27	30-07-2026
8	Черная дыра звездной массы установила орбитальный рекорд Местоположение черной дыры ...	0	6	15-07-2026
9	Блуждающие черные дыры уничтожат всё Космологи привыкли считать архитектуру Вселенной ...	0	7.7	25-07-2026

Классификация: Наука. Схожих патентов: 0. Схожих новостей: 9. Тональность: 0. Информативность: 4.4. Источник: vk.com.