За исключением нескольких редких случаев, все известные ученым-астрономам планеты вращаются вокруг звезд. А этими редкими исключениями являются так называемые блуждающие планеты, вырванные из своей планетарной системы посторонними гравитационными силами или энергией какого-нибудь космического катаклизма. Однако, согласно результатам исследований, проведенных учеными из японской Национальной астрономической обсерватории (National Astronomical Observatory of Japan, NAOJ), планеты могут формироваться и возле массивных дыр, создавая огромные планетарные системы, содержащие тысячи огромных и странных миров.
В обычных условиях формирование планет происходит в так называемых протопланетарных дисках – кольцах космического газа и пыли, окружающих молодые звезды. В этих дисках возникают уплотнения, которые, набирая постепенно объем и массу, за счет увеличившейся собственной гравитации привлекают из пространства все больше и больше материи. И, в конце концов, из таких скоплений возникают планетарные системы, содержащие планеты различных размеров, окруженные порой собственными системами колец и спутников меньших размеров.
Но звезды являются не единственными космическими объектами, имеющими газо-пылевые диски. Подобные диски, только гораздо больших размеров, окружают и сверхмассивные черные дыры, находящиеся, как правило, в центральных областях больших галактик. Согласно имеющимся данным, в некоторых случаях масса материи дисков возле черных дыр, может превышать массу Солнца в 100 тысяч раз, что приблизительно в миллиард раз больше, чем масса материи, заключенной в “среднестатистическом” протопланетарном диске, окружающем звезду.
В своих исследованиях астрономы из NAOJ применили обычные модели, описывающие процессы формирования планет возле звезд, к среде возле сверхмассивных черных дыр. В этих моделях также были учтены характерные особенности окружающей среды в прилегающих к черной дыре областях пространства, тем не менее, результаты расчетов этих моделей указывают на то, что при некоторых совпадениях условий возле черных дыр могут активно формироваться планетные системы.
Самыми продуктивными с точки зрения формирования собственных планет должны являться черные дыры, находящиеся в центре активных галактик, так называемые активные галактические ядра (Active Galactic Nuclei, AGN). Поскольку плотность пылевых облаков в таких областях достаточно велика, то температура в некоторых областях, куда не добивает интенсивное излучение от центральной части квазара, должна быть очень низкой. И в таких областях в космосе формируется лед, который обволакивает частички пыли, что позволяет им склеиваться друг с другом и существенно облегчает и ускоряет процесс формирования планет.
Согласно моделям, за промежуток времени в сотни миллионов лет, который является просто мгновеньем по космической шкале времени, вокруг активных черных дыр могут сформироваться планетарные системы, и, судя по количеству материи возле черных дыр, численность этих планетарных систем будет значительно превосходить численной самой большой и густонаселенной звездной планетарной системы.
“Наши расчеты показывают, что в пределах 10 световых лет от черной дыры за достаточно короткий промежуток времени могут сформироваться десятки тысяч планет” – рассказывает Эйичиро Кокубо (Eiichiro Kokubo), ведущий исследователь, – “И в этих системах не будет малых планет, масса самой маленькой из них будет минимум в 10 раз превышать массу Земли”.
В настоящее время у ученых еще нет непосредственных доказательств существования планетарных систем у черных дыр, да и возможностей найти такие системы в настоящее время не имеется с учетом уровня развития современной астрономической техники. Тем не менее, знания о том, что такое вполне возможно, является всего лишь первым шагом к тому, чтобы найти планеты, являющиеся собственностью черных дыр, в далеком или не очень далеком будущем.