Supermasivne crne rupe mogle bi stvarati milijune planeta oko sebe

Supermasivne crne rupe najčešće zamišljamo kao najopasnija mjesta u svemiru, područja u kojima golema gravitacija privlači plin, prašinu i sve što se previše približi. Novi znanstveni rad predlaže drukčiju mogućnost: u rubnim dijelovima aktivnih galaktičkih jezgri mogli bi nastajati golemi brojevi planeta.

Prema računalnim modelima, gusti prstenovi prašine oko supermasivnih crnih rupa mogli bi stvarati milijune planetezimala i planeta, od tijela mase slične Zemljinoj do objekata većih od Jupitera. Neki bi u takvom okruženju mogli rasti toliko brzo da prijeđu granicu planeta i dosegnu mase usporedive sa zvijezdama.

Planeti na mjestu koje izgleda krajnje neprijateljski

Planeti se najčešće povezuju s mladim zvijezdama. U uobičajenoj slici nastanka planetarnih sustava, zvijezda se oblikuje u disku plina i prašine, a sitna zrnca u tom disku postupno se lijepe, rastu, sudaraju i stvaraju planetezimale, građevne blokove planeta.

Slične strukture postoje i na mnogo većim mjerilima. Oko supermasivnih crnih rupa u središtima aktivnih galaksija nalazi se golema količina plina i prašine. Takve se galaktičke jezgre nazivaju aktivnim galaktičkim jezgrama, a njihovi vanjski prašnjavi dijelovi tvore debele prstenaste strukture koje astronomi nazivaju torusima.

Upravo su ti torusi središte novog rada. Autori navode da njihovi vanjski dijelovi mogu imati temperature slične onima u područjima gdje se oko mladih zvijezda prašina može kondenzirati i opstati. Ako se čestice prašine ondje zadrže dovoljno dugo, mogu se početi skupljati u veće nakupine. To je početak procesa koji vodi prema nastanku planetezimala.

Prašina oko crne rupe mogla bi stvarati tijela brže nego diskovi oko zvijezda

U novom radu autori su modelirali vanjske dijelove prašnjavog torusa oko aktivne galaktičke jezgre, ondje gdje uvjeti više ne nalikuju užarenom središtu oko crne rupe, nego hladnijem i gušćem području bogatom prašinom. Zanimalo ih je može li se u takvom okruženju dogoditi isti osnovni proces koji stoji iza nastanka planeta oko mladih zvijezda: skupljanje sitnih čestica u sve veća tijela.

U takvom disku sitna zrnca prašine ne gibaju se sama za sebe. Okružena su plinom koji ih usporava, usmjerava i na pojedinim mjestima zbijanjem može stvoriti guste niti materijala. Kada takve nakupine postanu dovoljno masivne, vlastita gravitacija može ih pretvoriti u planetezimale, prve veće građevne blokove planeta.

Model pokazuje da bi se takav proces mogao dogoditi i u torusima aktivnih galaktičkih jezgri. Prema izračunima, ondje bi moglo biti dovoljno materijala za stvaranje desetaka milijuna planetezimala. Neka bi imala masu usporedivu sa Zemljinom, a neka bi mogla biti masivnija od Jupitera.

Razlika je u brzini i količini materijala. U blizini aktivne galaktičke jezgre prašina i plin nisu raspoređeni kao u mirnom protoplanetarnom disku oko mlade zvijezde. Gušće okruženje i stalna opskrba materijalom znače da bi novonastala tijela mogla rasti vrlo brzo. U radu se navodi da bi neka od njih mogla udvostručiti masu u razdoblju od tisuću do deset milijuna godina, ovisno o lokalnim uvjetima.

Neka tijela mogla bi prerasti granicu planeta

Najneobičniji dio rada nije sama mogućnost da planeti nastaju oko supermasivnih crnih rupa. Još je zanimljivija posljedica njihova rasta u takvom okruženju.

Autori navode da bi neka tijela mogla nastaviti skupljati plin i prašinu sve dok ne dosegnu mase koje se više ne mogu jednostavno opisati kao planetarne. U određenim uvjetima, rast bi mogao proizvesti objekte zvjezdane mase. To bi značilo da aktivne galaktičke jezgre nisu samo mjesta u kojima se nalaze postojeće zvijezde, plin, prašina i crne rupe, nego i moguća okruženja za nastanak novih zvjezdanih objekata.

Rad predviđa i još neobičniju mogućnost: masivne objekte koji nastaju izravno iz prašine i prelaze granicu potrebnu za izgaranje vodika, ali se po sastavu razlikuju od uobičajenih zvijezda. Takva tijela ne poznajemo iz planetarnih sustava oko običnih zvijezda.

Zbog toga je najprovokativnija tvrdnja rada vrlo jasna: prema približnom modelu autora, najveće populacije planeta u svemiru možda se ne nalaze oko zvijezda, nego u vanjskim dijelovima torusa aktivnih galaktičkih jezgri.

Model sada treba potvrdu iz opservacija

Rad se zasad oslanja na modele i izračune, a autori navode da će za takav scenarij biti potrebni opservacijski dokazi. Njihovi rezultati pokazuju da bi u vanjskim dijelovima torusa aktivnih galaktičkih jezgri mogli postojati uvjeti za nastanak planetezimala i brz rast novih tijela.

Takvu potvrdu neće biti lako dobiti. Planete oko običnih zvijezda astronomi najčešće otkrivaju neizravno, prema sitnim promjenama u svjetlosti ili gibanju matične zvijezde. U aktivnim galaktičkim jezgrama taj bi zadatak bio još teži, jer bi se mogući planeti nalazili u udaljenim, gustim i vrlo nemirnim područjima, blizu nekih od najenergičnijih objekata u svemiru.

Ako se modeli pokažu točnima, nastanak planeta ne bi bio vezan samo uz diskove oko mladih zvijezda. Najveće populacije planeta možda bi se nalazile u vanjskim dijelovima aktivnih galaktičkih jezgri, ondje gdje se plin i prašina zadržavaju oko supermasivnih crnih rupa.

U tom slučaju, supermasivne crne rupe ne bi bile važne samo zbog materijala koji privlače, nego i zbog onoga što se u njihovoj okolini može iz tog materijala oblikovati: novi svjetovi.

Ivan Petričević

Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.