Przejdź do głównej zawartości

Wybuchy czarnej dziury mogą przemieniać „mini-Neptuny” w skaliste światy

Zespół astrofizyków i planetologów przewidział, że planety podobne do Neptuna, znajdujące się w pobliżu centrum Drogi Mlecznej, zostały przekształcone w planety skaliste pod wpływem wybuchu wywołanego przez pobliską supermasywną czarną dziurę. 


Odkrycia te łączą symulacje komputerowe z danymi z najnowszych odkryć planet pozasłonecznych oraz obserwacjami gwiazd i czarnych dziur w promieniach X oraz w świetle ultrafioletowym. Może wydawać się dziwne, że czarne dziury mają wpływ na kształtowanie ewolucyjnego przeznaczenia planet, ale może to mieć miejsce w naszej galaktyce.

Howard Chen z Northwestern University w Evanston, który kieruje badaniem, oraz jego współpracownicy z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) w Cambridge badali środowisko najbliższej nam supermasywnej czarnej dziury – potwora o masie czterech milionów mas Słońca, znanej jako Sagittarius A* (Sgr A*).

Jak wiadomo, materia opadająca na czarną dziurę, czasami szaleńczo przez nią pożerana, generuje jasne rozbłyski promieniowania rentgenowskiego oraz ultrafioletowego. Faktycznie, teleskopy, takie jak obserwatorium rentgenowskie Chandra i XMM-Newton, dostrzegły dowody na jasne wybuchy wywołane w przeszłości przez czarną dziurę, do których doszło od 6 milionów lat temu do niewiele ponad 100 lat temu.

Zespół badający to zjawisko zastanawiał się, jaki wpływ te wybuchy w Sag A* mogły mieć na pobliskie planety. Ich praca pokazuje, że czarna dziura mogła radykalnie zmienić życie tych planet.

Autorzy rozważali to wysokoenergetyczne promieniowanie na planety o masach pomiędzy masą Ziemi i Neptuna, które znajdują się w odległości mniejszej niż 70 lat świetlnych od czarnej dziury.

Stwierdzili, że promieniowanie X oraz ultrafioletowe rozbiją dużą ilość gęstej, gazowej atmosfery takich planet w pobliżu czarnej dziury. W niektórych przypadkach pozostawiło by to gołe, skaliste jądro. Takie skaliste planety byłyby cięższe od Ziemi i są tym, co astronomowie nazywają super-Ziemią.

Takie super-Ziemie są najczęstszym rodzajem planet pozasłonecznych, jakie odkrywamy. Praca zespołu pokazuje, że w odpowiednim środowisku mogą się one tworzyć w egzotyczny sposób.

Naukowcy sądzą, że taki wpływ czarnej dziury może być jednym z najczęstszych sposobów tworzenia się skalistych super-Ziem blisko środka Galaktyki.

Chociaż niektóre z tych planet będą znajdować się w ekosferze swoich gwiazd, środowisko, w którym egzystują będzie wyzwaniem dla każdego życia. Eksplozje supernowych i rozbłyski promieniowania gamma będą burzyć te super-Ziemie, które mogą zniszczyć chemię jakiejkolwiek atmosfery pozostałej na tych planetach. Dodatkowo wybuchy supermasywnej czarnej dziury mogą spowodować uderzenie w atmosferę planety.

Planety te zostały także poddane grawitacyjnym zakłóceniom przechodzącej obok gwiazdy, która mogłaby wyrzucić planetę poza zasięg jej gwiazdy, która podtrzymuje jej życie. Do takich spotkań może dochodzić często w pobliżu supermasywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej, ponieważ region ten jest tak bardzo wypełniony gwiazdami. Jak tłoczno jest w centrum Galaktyki? Astronomowie sądzą, że w odległości około 70 lat świetlnych od centrum naszej galaktyki średnia odległość między skalistymi światami wynosi od około 75 do 750 miliardów km. Dla porównania najbliższa gwiazda Układu Słonecznego jest odległa o 40 biliardów km.

Istnieją poważne wyzwania, konieczne do bezpośredniego wykrycia takich planet. Odległość od galaktycznego centrum (26 000 lat świetlnych od Ziemi), zatłoczony region i blokowanie światła przez pył i gaz powodują, że obserwacja takich planet jest trudna.

Wyzwania te jednak mogą zostać spełnione przez kolejną generację niezwykle dużych naziemnych teleskopów. Na przykład poszukiwanie tranzytów w przyszłym obserwatorium, takim jak Ekstremalnie Duży Teleskop (ELT), może wykryć dowody dla takich planet. Inną możliwością jest poszukiwanie gwiazd o niezwykłych wzorcach cząsteczek w ich atmosferze, które migrowały z dala od centrum Galaktyki. 

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu. Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu. Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach. Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz. W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę.

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi. Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego. „Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy. Do odkrycia naukowc

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne. Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”. Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przeds