Je li moguć život na planeti u orbiti crne rupe?



Christopher Nolan je 2014. godine u filmu Interstellar poslao grupu astronauta na kosmičko putovanje istraživanja planeta koje kruže oko supermasivne crne rupe Gargantue kao potencijalnih nastanjivih planeta, odnosno potencijalnih novih domova za ljude. Treba istaći, iako je to već općepoznato, da je Nolan imao veliku pomoć u obliku nobelovca Kipa Thornea čije je poznavanje fizike i astronomije pružilo logičnu podlogu za razvoj filma.


Prema Einsteinovoj teoriji opće relativnosti supermasivna crna rupa, kakva je Gargantua, iskrivljuje prostor-vrijeme, a barem jedan planet iz filma, nazvan Millerov planet, osjetio je posljedice. Za svakih sat vremena provedenog na Millerovoj planetu, prolazilo je nekoliko godina izvan uticaja crne rupe (sedam godina na Zemlji, a kao što svi znamo, astronauti su proveli 27 zemaljskih godina na Millerovoj planeti).


Uticaj na protok vremena dramatično utiče na to može li planeta u blizini supermasivne crne rupe podržati život, navodi se u novom članku Jeremyja Schnittmana. Pomjeranje vremena opće relativnosti utiče ne samo na protok vremena, već i na vrstu svjetlosti koja dolazi do planete što utiče na bilo koji oblik života na njoj. Iako je vjerovatnost da će naseljivi planeti orbitrirati oko supermasivne crne rupe, misaoni eksperimenti poput ovih korisni su za bolje razumijevanje svemira, istakao je autor članka.


"Malo je čudno i jezivo istovremeno", rekao je Schnittman, koji radi kao astrofizičar u NASA-inom centru za svemirske letove Goddard. "Ali pomaže nam razumiti način na koji svemir funkcionira. Pa čak i ako zaista nema planeta oko crne rupe, još uvijek je zabavno razmišljati o tome."


Kada astronauti razmišljaju o potencijalnom vanzemaljskom životu, oni često definiraju "nastanjivu zonu" u planetarnom sistemu u kojem bi postojali svi uvjeti za nastanak i održavanje života. Te zone obično označavaju mjesta u kojima bi planetarnom sistemu temperature mogle omogućiti tekuću vodu, što ovisi o mnogim faktorima kao što je količina svjetlosti koju zvijezda zrači i koliko je planet udaljen od nje.


Nastanjive zone je, također, moguće definirati i oko supermasivnih crnih rupa, tvrdi Schnittman - ako postoje planeti koji orbitriraju oko ove vrste crnih rupa. Međutim, bilo koji takav planet bi dobijao svjetlost i toplinu iz izvora koji nisu sunčeva svjetlost. Na primjer, ove crne rupe bi vjerovatno imale diskove nakupina, vruće oreole plina i materije koji se skupljaju oko crnih rupa. Ti diskovi mogu biti vrlo svijetli i mogli bi pružiti svjetlost planetama u orbiti, iako bi se vjerovatno veoma razlikovala od sunčeve svjetlosti na Zemlji.


Kada je Schnittman gledao Interstellar, vremensko iskrivljenje na Millerovoj planeti natjeralo ga je da pomisli i na druge efekte koje bi planet mogao doživiti u blizini supermasivne crne rupe. Shvatio je da će efekat koji utiče na usporavanje vremena na planeti također izokrenuti svjetlost koju prima iz okolnog prostora. Efekt koji se naziva "blueshift" učinio bi da svjetlost koja dolazi do planete u blizini crne rupe bude opasna. Dolazeća svjetlost bi bila pojačana do visokih frekvencija, pa čak i do UV raspona. Izloženost takvom visokoenergetskom zračenju može oštetiti žive stanice, pa planet koji orbitrira preblizu supermasivne crne rupe neće biti gostoljubiv za život kakav poznajemo.


"Vrijeme stvarno utiče na sve oko nas", rekao je Schnittman. "Ne samo na našu percepciju stvarnosti, već zapravo mijenja stvarnost. Ima mogućnost da sve učini mnogo, mnogo drugačijim kada teče nekom drugom brzinom."


Međutim, ovo nije prva studija koja se bavi ovom temom. Prije Schnittmana temom se bavio češki astrofizičar Pavel Bakala koji je sa kolegama sa Šleskog univerziteta u Opavi problemu pristupio razmatrajući termodinamiku ovakvih svjetova. Da bi se život razvijao, planeti su potrebni izvor upotrebljive energije (npr. Sunce) i prostor gdje će odlaziti neupotrebljiva otpadna toplina (u našem sistemu hladni vakuum svemira). U Interstellaru je situacija obrnuta: takozvano sunce je hladno, a prostor vruć.


Sama crna rupa idealan je "zamrzivač", tvrde istraživači, a korisna energija može dolaziti iz mikrotalasne pozadine (CMB), slabog zračenja ostalog od velikog praska koje prožima svemir. Na samo nekoliko stepeni iznad apsolutne nule, CMB je slab, ali ekstremna gravitacija supermasivne crne rupe proizvodila bi zračenje u optičkim valnim duljinama usmjeravajući ih u uski snop. Na jednom od ovih bizarnih planeta CMB bi se pojavio kao svijetla zvijezda samo na rubu sjene crne rupe.


Naučnici iz Češke su o ideji pisali 2017. godine, ali su tek tri godine kasnije utvrdili i brojke. Da bi planet primio dovoljno jaku CMB svjetlost, trebao bi kružiti veoma blizu horizonta događaja crne rupe. Objekat tako blizu bi bio usisan, no ako se crna rupa vrti velikom brzinom onda bi stabilna orbita bila moguća. Osim toga, crna rupa bi morala biti ogromna, najmanje 163 miliona puta veća od Sunčeve mase. To je zato što manje supermasivne crne rupe, kao ona u centru Mliječnog put koja je teška 4 miliona solarnih masa, imaju naviku da svojim plimnim strujama rastrgaju sve objekte u njihoj blizini. Oko većih crnih rupa poremećaj ovih struja se ne događa sve dok se zvijezda ili planet ne nađu unutar horizonta događaja, zbog čega je sve što je vani sigurno od te sudbine.


Da bi planet u orbiti mogao napredovati, galaktički centar bi također trebao biti miran, jer bi materija koju crna rupa proguta emitirala zračene tokom njenog spiralnog plesa smrti dovoljno jako da ubije svaki oblik života na obližnjoj planeti.


Ovom temom se bavila i teoretičarka Avi Loeb sa Harvarda, koja je došla do skoro jednakih zaključaka. Prije svega, velik broj okretaja crne rupe fizički je moguć, ali ne postoji poznati mehanizam koji bi omogućio tako brzo okretanje crne rupe. No, možda najvažnije, većina planeta, kao što je i Schnittman zaključio, bila bi lišena atmosfere uzrokovano snažnim eksplozijama ultraljubičastog svjetla koje proizvodi crna rupa dok guta plin i prašinu. Planeta tako blizu ovim događajima ne bi imala šane.


Izvori: astronomy.com i sciencemag.org

Prijevod: E-volucija portal

   |  

   |  

  • Facebook - White Circle
  • YouTube
  • Instagram - White Circle
  • Twitter - White Circle

evolucijaportal@gmail.com   |   71000 Sarajevo, Bosna i Hercegovina

© 2019 BY e-volution.com