Сверхмассивные черные дыры могут выступать в роли фабрик по производству планет

Традиционная астрофизическая модель формирования планет предполагает, что небесные тела рождаются из вращающихся облаков пыли и газа, оставшихся после образования звезд. Однако новое исследование группы ученых из Польши и США указывает на альтернативный сценарий: планеты могут массово формироваться в экстремальных условиях вокруг активных сверхмассивных черных дыр.

Планетарные инкубаторы в центре галактик

В центре многих галактик располагаются активные ядра (АЯГ) — сверхмассивные черные дыры, окруженные плотными дисками из газа, пыли и остатков разрушенных звезд. Эти области представляют собой гигантские структуры, диаметр которых достигает сотен триллионов километров. Внутри таких дисков действуют мощные силы радиации, трения и гравитации, которые определяют процессы аккреции — постепенного накопления вещества, ведущего к формированию более крупных объектов.

Физики используют термин «потоковая неустойчивость» для описания процесса, при котором частицы пыли сталкиваются и объединяются, образуя планетезимали — зачатки будущих планет. Исследовательская группа под руководством астрофизика Бхупендры Мишры из Польской академии наук применила математическое моделирование для АЯГ с сильными магнитными полями, чтобы проверить, возможен ли этот процесс на окраинах аккреционных дисков черных дыр.

Масштабы планетарного производства

Результаты моделирования показали неожиданные масштабы: в окраинных регионах аккреционных дисков могут одновременно формироваться десятки миллионов планетарных тел. Основные выводы исследования включают:

• Черные дыры могут быть одними из самых продуктивных мест во Вселенной для рождения планет.
• Большинство сформированных таким образом тел будут представлять собой каменистые объекты, значительно превышающие Землю по массе.
• Некоторые из этих объектов могут достигать массы звезд, хотя большинство из них не смогут запустить термоядерную реакцию.
• Внутренняя структура этих тел остается предметом дискуссий, однако предполагается, что под воздействием колоссального давления их ядра состоят из экзотических материалов.

Будущие исследования

Хотя теоретические вычисления указывают на высокую вероятность возникновения таких систем, на данный момент требуются эмпирические доказательства для подтверждения этой гипотезы. Ученые отмечают, что если модель верна, то самые разрушительные объекты во Вселенной одновременно являются и мощными центрами планетообразования. Работа была представлена на сервере препринтов arXiv, результаты ожидают экспертной оценки научным сообществом.