Может ли обитаемая планета вращаться вокруг черной дыры?

Москва, 20:53, 04 Фев 2020, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Сверхмассивные черные дыры имеют репутацию поглощающих все на своем пути, от газовых облаков до целых звездных систем. Так есть ли способ, при котором инопланетяне могли бы жить в мире, который фактически вращался вокруг одного из этих космических монстров?

Удивительно, но ответ — да, считают исследователи, хотя существует множество причин, по которым жизнь никогда не сможет удержаться в таком месте. Если бы это было так, то обитание на такой планете было бы по-настоящему сюрреалистичным: черная дыра почти на половину неба, и сияющий луч из фотонов, оставшихся от Большого взрыва.

Астрофизик Павел Бакала из Силезского университета в Опаве и его коллеги подошли к проблеме, рассматривая термодинамику таких миров. Чтобы жизнь развивалась, планете нужен источник полезной энергии (в случае Земли — Солнце) и «радиатор» для бесполезного отработанного тепла (для нас — холод космоса). Эта разница между двумя процессами и создает жизнь.

Здесь ситуация обратная: «солнце» холодное, а пространство горячее. Исследователи утверждают, что черная дыра является идеальным теплоотводом, и полезная энергия может поступать от космического микроволнового фона (КМФ), слабого излучения Большого взрыва, который пронизывает пространство. Всего на несколько градусов выше абсолютного нуля, этот фон слаб, но экстремальная гравитация сверхмассивной черной дыры привела бы его к излучению в оптических волнах и направила бы в узкий луч. По мнению ученых, на одной из этих странных планет КМФ будет выглядеть как яркая звезда на краю тени черной дыры.

Ученые впервые опубликовали эту идею в 2017 году. Теперь они подтвердили теорию цифрами. Чтобы получить достаточно сильный свет КМФ, планета должна была бы вращаться очень близко к горизонту событий черной дыры. Обычно такой объект скоро засасывается. Однако, если черная дыра вращается быстро, возможны близкие устойчивые орбиты. Но, как сообщают исследователи в «Астрофизическом журнале», для того, чтобы планета приблизилась достаточно близко, поверхность черной дыры должна вращаться со скоростью менее 100-миллионной доли процента от скорости света.

Черная дыра также должна быть большой, как минимум, в 163 миллиона раз больше массы Солнца. Это потому, что маленькие сверхмассивные черные дыры, такие как наша Млечный Путь, весом в 4 миллиона солнечных масс, имеют тенденцию разрывать звезды или планеты с помощью приливных сил, когда те приближаются. Вокруг более крупных черных дыр не происходит приливного разрушения, пока звезда или планета не окажутся внутри горизонта событий, поэтому все, что находится снаружи, защищено от этой печальной судьбы.

Чтобы орбитальная планета процветала, галактический центр также должен быть спокойным. Это должна быть старая галактика, с почти пустым пространством, окружающим черную дыру. Так нужно потому, что любая другая случайная материя, засасываемая в черную дыру, будет излучать взрыв радиации во время своей смертельной спирали, достаточно мощный, чтобы убить любую жизнь на соседней планете.

В любом случае, Бакала признает: «Я не знаю, какая жизнь может сформироваться в такой среде».

Все это, конечно, совершенно не похоже на нашу Землю. Глубокая темнота горизонта событий, нависшего над почти половиной неба, омрачает пейзаж. Из-за эффектов замедления времени в теории гравитации Альберта Эйнштейна, известной как Общая теория относительности, прохождение одного года на такой планете приведет к тому, что тысячи лет пролетят вокруг обычной звезды.

Даже если бы жизнь могла завладеть таким миром, мало шансов обнаружить его. Планета, проходящая перед черной дырой, не сделает ее более тусклой, когда она уже совершенно черная. Бакала говорит, что огромное количество радиотелескопов, подобных тому, который использовался в прошлом году для изображения черной дыры впервые, могли бы обнаружить такой транзит.