Черные дыры могут стать колыбелью миллионов планет

Исследования астрофизиков раскрывают удивительный процесс образования планет и звезд вокруг сверхмассивных черных дыр. Пылевые диски, окружающие активные ядра галактик, оказываются идеальной средой для формирования целых популяций новых миров.

Как рождаются планеты и звезды из космической пыли

Компьютерное моделирование магнитных полей вокруг активных ядер галактик продемонстрировало удивительный процесс. Частицы пыли, размеры которых варьируются от нескольких нанометров до миллиметра, способны концентрироваться в плотные нити под влиянием собственной гравитации. Этот явление известно как "поточная нестабильность".

Из сгустившейся пыли формируются объекты различных масштабов — от земноподобных тел до супер-Юпитеров. Некоторые из них накапливают достаточно массы для начала водородного горения, превращаясь в звезды. Один такой диск может содержать десятки миллионов объектов планетарной массы. Их формирование длится от одного до десяти миллионов лет, в течение которых они поглощают газ и микрочастицы. Ученые обнаружили объекты, превосходящие земную массу в тысячу раз, но состоящие исключительно из пыли, а некоторые достигают солнечной массы.

Новый путь звездообразования: от малого к большому

Открытый механизм получил название "канал активных ядер галактик" и представляет принципиально отличный от известных способ образования звезд. В отличие от классического гравитационного коллапса больших газовых облаков, здесь процесс начинается "снизу вверх" — сначала формируются строительные блоки, которые затем накапливают газ и превращаются в звезды.

Образовавшиеся звезды способны коллапсировать и преобразоваться в черные дыры малой массы. Находясь на орбитах вокруг центральной сверхмассивной черной дыры, они ведут себя подобно планетарным эмбрионам — мигрируют, изменяют траектории, сталкиваются между собой и постепенно образуют более крупные черные дыры, масса которых в сотни или тысячи раз превышает солнечную.

По мнению исследователя Бхупендры Мишры, движение таких гигантских объектов к центру галактики будет генерировать мощные гравитационно-волновые сигналы. Космическая обсерватория LISA, запуск которой запланирован на середину 2030-х годов, сможет зафиксировать эти сигналы и подтвердить теорию.