سیاه چاله ها می توانند سیاره داشته باشند!
شبیه سازی های جدید دو اخترفیزیکدان نشان می دهد که سیاه چاله های ابرپرجرم می توانند میزبان سیاراتی باشند که در مناطق غبارآلود بیرونی اطراف آنها و با مکانیزمی مشابه شکل گیری سیارات حول ستارگان پدید می آیند؛ یافته ای که می تواند درک ما از شکل گیری سیارات را دگرگون کند.
به گزارش سیتنا، ستاره‌شناسان تاکنون هزاران سیاره را در مدار ستارگان دیگر کشف کرده‌اند و حتی برخی سیارات سرگردان بدون ستاره را نیز یافته‌اند. اما پژوهش جدید و fascinating می‌گوید ممکن است سیارات بیشتری در جای دیگری پنهان باشند: به گفته این مطالعه، آنها می‌توانند حول سیاه‌چاله‌ها شکل بگیرند.
بهوپندرا میشرا و ولادیمیر لیرا، دو اخترفیزیکدان، در یک پخش زنده SETI در ۲۱ سپتامبر ۲۰۲۶ این احتمال را بررسی کردند. آنها فاش کردند که سیارات پرجرم می‌توانند در مناطق غبارآلود اطراف سیاه‌چاله‌های ابرپرجرم، مشابه نحوه شکل‌گیری سیارات حول ستارگان، پدید آیند.
شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که این اجرام با جرم سیاره‌ای می‌توانند از جرم مشتری شروع کنند و سپس به رشد ادامه دهند. و به‌طور باورنکردنی، یک سیاه‌چاله فعال واحد می‌تواند در یک زمان میلیون‌ها سیاره تولید کند.
این مقاله جدید داوری‌شده در ۲۹ ژوئن ۲۰۲۶ در نشریه The Astrophysical Journal منتشر شده بود.
زادگاه سیارات؟
دانشمندان معتقدند سیاه‌چاله‌های ابرپرجرم را می‌توان در مناطق مرکزی تقریباً همه کهکشان‌های بزرگ یافت. این مطالعه بر سیاه‌چاله‌های ابرپرجرمی متمرکز است که به‌طور فعال در حال تغذیه از گاز و غبار اطراف خود هستند. این اجرام فوق‌العاده خشن به عنوان هسته‌های کهکشانی فعال (AGN) شناخته می‌شوند.
وقتی این AGNها ماده را به سمت خود می‌کشند تا ببلعند، گاز و غبار شروع به جمع شدن و حرکت حول سیاه‌چاله در یک قرص برافزایشی به‌شدت داغ می‌کنند. این قرص‌ها مشابه قرص‌های برافزایشی هستند که حول ستارگان شکل می‌گیرند و سیارات را می‌سازند.
بری مک‌کرنان، اخترفیزیکدان و هم‌نویسنده این مطالعه، با توجه به این شباهت از لیرا پرسید آیا فرایندهایی که سیارات را حول ستارگان می‌سازند، می‌توانند حول یک هسته کهکشانی فعال نیز رخ دهند؟
آنها دریافتند که این امکان وجود دارد، حداقل از نظر تئوری. زیرا همان فیزیک باید زیربنای فرایند باشد، حتی در محیط‌های متفاوت. اگر چنین باشد، سیاه‌چاله‌ها می‌توانند سیاره داشته باشند.
البته مقیاس‌ها به‌شدت متفاوت است. یک سیاه‌چاله ابرپرجرم می‌تواند یک میلیون برابر خورشید جرم داشته باشد. و سیارات نوزادی که حول آن شکل می‌گیرند، می‌توانند با جرم مشتری، بزرگ‌ترین سیاره منظومه شمسی ما، شروع کنند. آنها همچنین در فاصله دورتری از سیاه‌چاله، در منطقه غبارآلود بیرونی قرص، شکل می‌گیرند. این مشابه منطقه بیرونی منظومه شمسی ماست که دنباله‌دارها در آن شکل می‌گیرند.
سیارات چگونه شکل می‌گیرند؟
پس دقیقاً یکی از این سیارات پرجرم چگونه شکل می‌گیرد؟ پژوهشگران می‌گویند این فرایند مشابه نحوه شکل‌گیری سیارات در منظومه‌های شمسی معمولی خواهد بود: از برخورد غبار. دانه‌های غبار در غلظت‌های فزاینده‌ای جمع می‌شوند. این آغاز یک سیاره نوزاد است.
ناپایداری جریانی — زمانی که کشش روی ذرات جامد درون قرصی از گاز و غبار باعث توده‌شدن خودبه‌خودی آنها می‌شود — فرایند پشت این تجمع است.
حتی ممکن است برخی از آنها فراتر از مرحله سیاره رشد کنند و به کوتوله‌های قهوه‌ای تبدیل شوند. این «ستارگان شکست‌خورده» بزرگ‌تر از سیارات معمولی هستند، اما به اندازه کافی پرجرم نیستند که همجوشی هسته‌ای را حفظ کنند و مانند ستارگان بدرخشند. و به‌طور باورنکردنی، برخی از آنها می‌توانند به رشد ادامه دهند تا به ستارگان واقعی تبدیل شوند.
چه مدت دوام می‌آورند؟
اما برخی از سیارات سیاه‌چاله ممکن است با سرنوشتی هولناک روبه‌رو شوند. گرانش سیاه‌چاله می‌تواند برخی از آنها را به سمت داخل بکشد. دما در آن منطقه نزدیک‌تر به سیاه‌چاله بسیار داغ‌تر از حد تحمل خواهد بود. سیارات از هم متلاشی می‌شوند. این به نوبه خود غبار بیشتری ایجاد می‌کند.
با این حال، ممکن است سیارات زیادی برای توزیع وجود داشته باشد. پژوهشگران تخمین زدند که در طول یک دوره فعال واحد از یک هسته کهکشانی فعال، یک میلیون سیاره می‌تواند شکل بگیرد. یکی از این فوران‌ها معمولاً حدود ۲ میلیون سال طول می‌کشد. و یک سیاه‌چاله می‌تواند در طول عمر خود بسیاری از این دوره‌ها را تجربه کند. با جمع‌زدن این اعداد در طول میلیاردها سال، تعداد سیارات شکل‌گرفته از یک سیاه‌چاله می‌تواند عظیم باشد.
آیا سیارات سیاه‌چاله قابل شناسایی هستند؟
در حال حاضر، نمی‌توانیم هیچ‌یک از این سیارات را، اگر وجود داشته باشند، مستقیماً شناسایی کنیم. این کار به روش‌های جدیدی نیاز دارد. سیاه‌چاله‌ها بیش از حد پرجرم هستند که بتوان از تکنیک سرعت شعاعی استفاده کرد؛ روشی که حرکت جزئی یک ستاره ناشی از سیاره در مدار را شناسایی می‌کند.
روش عبور — زمانی که یک سیاره از مقابل ستاره‌اش از دید زمین عبور می‌کند — ممکن است کار کند، اما سیارات، هر چقدر هم بزرگ، در مقایسه با قرص برافزایشی غبار حول سیاه‌چاله ناچیز خواهند بود. و این تنها منبع نور پس‌زمینه موجود خواهد بود، زیرا خود سیاه‌چاله نور منتشر نمی‌کند.
همگرایی گرانشی میکرو نیز می‌تواند کار کند. اما برای تولید سیگنال همگرایی به اندازه کافی قوی، به چندین سیاره حول همان سیاه‌چاله و همچنین هم‌راستایی مساعد نیاز خواهید داشت. در همگرایی گرانشی میکرو، جرم سیاره فضازمان اطراف خود را خم می‌کند که ستاره‌شناسان می‌توانند آن را شناسایی کنند.
همچنین تشخیص یک سیاره از میان تمام نویزهای دیگر اطراف یک سیاه‌چاله ابرپرجرم دشوار خواهد بود.
آیا «سیاره» بهترین توصیف است؟
حتی اگرچه فیزیک زیربنایی مشابه است، این سیارات هنوز در محیطی بسیار متفاوت از سیاراتی که حول ستارگان شکل می‌گیرند، پدید می‌آیند. پس آیا باید آنها را سیاره بنامیم؟ تیم داوری مقاله در واقع به نامیدن آنها به عنوان سیاره اعتراض کرد. بنابراین لیرا اصطلاح «بلانت» (blanet) را پیشنهاد کرد. اما این اصطلاح هنوز رایج نشده است، بنابراین آنها همچنان آنها را فقط اجرام با جرم سیاره‌ای می‌نامند.
آیا سیارات سیاه‌چاله می‌توانند قمر داشته باشند؟
اگر سیاه‌چاله‌ها می‌توانند سیاراتی در مدار خود داشته باشند، طبیعی است که بپرسیم آیا آن اجرام می‌توانند قمر داشته باشند. پژوهشگران می‌گویند این جهان‌ها بیشتر احتمال دارد به صورت دوتایی شکل بگیرند. یعنی دو جسم با جرم مشابه که حول یکدیگر می‌گردند، نه یک جسم که جسم کوچک‌تری به عنوان قمر حول آن بگردد. سیارک‌ها و سیارات کوچک دوتایی مانند این در منظومه شمسی ما وجود دارند.
تکانه زاویه‌ای می‌تواند باعث این اتفاق شود. وقتی سیارات برای نخستین بار شکل می‌گیرند، تکانه زاویه‌ای سیستم‌های دوتایی تولید می‌کند که در آن دو جسم حول یکدیگر می‌گردند. همین فرایند در کمربند کویپر در منظومه شمسی ما رخ می‌دهد. در واقع، ستاره‌شناسان تعداد فزاینده‌ای از اجرام دوتایی را در آنجا کشف کرده‌اند.
درباره حیات چه؟
آیا هیچ‌یک از این سیارات فرضی می‌توانند میزبان حیات باشند؟ نمی‌دانیم، اما غیرممکن نیست. شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که آنها انرژی خواهند داشت، حتی اگر سیاه‌چاله‌ها مانند ستاره نور منتشر نکنند. انرژی از گاز داغ در قرص برافزایشی سیاه‌چاله تأمین می‌شود.
تفکر درباره اینکه چه نوع نوری ممکن است در چنین جهان‌هایی امکان‌پذیر باشد، سرگرم‌کننده است. و اینکه ایستادن روی یکی از آنها و نگاه کردن به قرص برافزایشی درخشان که حول سیاه‌چاله می‌چرخد، چگونه خواهد بود.
خط پایانی: شبیه‌سازی‌های جدید دو اخترفیزیکدان نشان می‌دهد که سیاه‌چاله‌های ابرپرجرم می‌توانند سیاراتی در مدار خود داشته باشند، بسیار شبیه به سیاراتی که حول ستارگان می‌گردند.
انتهای پیام
افزودن دیدگاه جدید