Хмара газу радіусом приблизно в 100 а. тобто, падаюче на надмасивну чорну діру в центрі Чумацького Шляху, може бути видимим слідом протопланетного диска, що оточує молоду маломассивную зірку, вважають астрофізики з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики в Кембриджі (штат Массачусетс, США).
Разрушающееся під впливом ЧД протопланетное хмара у поданні художника (ілюстрація David A. Aguilar / CfA).

Дослідження, проведене Рут Мюррей-Клей і Абрахамом Леебом, показує, що планети можуть формуватися навіть у сильному гравітаційному полі гігантської (найбільшої в Галактиці) чорної діри. Це дещо незвичне припущення: раніше вважалося, що центр Галактики в силу інтенсивних впливів ударних хвиль від частих наднових і «гравітаційних пилососів» надмасивних чорних дір (СМЧД) погано підходить для виникнення і еволюції протопланетных дисків.

Відповідна робота опублікована в журналі Nature Communications.

Ось чому раніше сама ідея протопланетного диска в такому місці здавалася недоречною, і група астрономів, відкрили це газова хмара за допомогою Дуже великого телескопа (Чилі), припустила, що це результат зіткнення двох звичайних зірок, речовина яких після колізії прийняло форму хмари.

Проте Рут Мюррей-Клей і Абрахам Леєб звернули увагу на те, що кільцеподібна газова структура близька до групи молодих зірок, що обертається в 0,03-0,04 пк (приблизно 0,1 світлового року) від СМЧД Стрілець А*, масою 4,3 млн сонячних. Вже зараз астрономи відкрили тут дюжини яскравих зірок спектрального класу О, що майже неминуче означає наявність у цьому районі, можливо, сотень більш тьмяних зірок, таких як Сонце.

Згідно з розрахунками, протопланетный диск позбавлений своєї молодої зірки, що падає у чорну діру. В силу слабкої світності саму зірку можна розглянути, проте її протопланетный диск підсвічується ультрафіолетовим випромінюванням від оточуючих молодих світил і в даний час деформується СМЧД значно більше (саме тому його і могли помітити земні астрономічні інструменти).

Втім, побудованої моделі є суттєва проблема. Зберігається невелика ймовірність, близько 0,1%, що захоплена гравітації чорної діри молода зірка все ще має ту ж орбіту, що і газова хмара.

Крім того, згідно моделі, газова хмара повинно мати відносно щільне ядро, яке, ймовірно, вдасться навіть побачити в телескопи по мірі наближення хмари до чорної діри і відповідного розігріву становить його газу.

Виявлений протопланетный диск активно руйнується гравітацією СМЧД і радіацією від сусідніх зірок - адже його найближчі до ЧД елементи проходять від неї всього в 3 100 шварцшильдовских радіусах. Однак і він, і його зірка будуть предметом пильного інтересу астрономів ще дуже довго. За розрахунками, лише влітку 2013-го зірка зблизиться зі Стрільцем А* настільки, щоб почати постачати речовиною його аккреційний диск. З цього моменту і протягом наступних 30-40 років околиці СМЧД почнуть випускати інтенсивне світіння (можливо, навіть джети), яке допоможе астрономам краще розібратися у феномені «тихої» центральної СМЧД нашої Галактики, завжди виділялася на тлі безперервно поглинають величезні порції міжзоряного газу ненажерливих СМЧД інших спіральних галактик.

Найцікавіше: вперше отримано пряме свідчення того, що протопланетные диски можуть бути у зірок, що знаходяться в самому центрі галактик, серед найпотужніших гравітаційних впливів і ударних хвиль від вибухів наднових. Незважаючи на загибель цього протопланетного диска, вже ясно, що в кільці, що обертається навколо Стрільця А*, є безліч інших зірок, у яких, по всій видимості, також є протопланетные диски і, можливо, планети. Вік цього «зоряного кільця» оцінюється дослідниками в 4-8 млрд років, чого цілком достатньо для складання планетарної системи і, виходячи з досвіду Сонячної системи, появи розумного життя.

«Захоплює сама думка про планетах, формуються настільки близько до чорної діри, - зазначає Абрахам Леєб. - Якщо б наша цивілізація населяла одну з таких планет, ми могли б протестувати эйнштейновскую теорію гравітації набагато краще, так само як і отримати чисту енергію, кидаючи наші відходи у чорну діру».

Пояснимо: у 1971 році Стівен Хокінг довів важливу теорему, яка стосується можливості вилучення енергії з чорних дір, узагальнивши результати, отриманий раніше Деметриусом Кристодулу. Теорема говорить, що площа горизонту подій чорної діри не може зменшуватися; що б не відбувалося з чорною дірою, «площа її поверхні» повинна або збільшуватись, або залишатись незмінною. ЧД являє собою досить глибоку гравітаційну потенціальну яму, з якої енергія може вивільнятися набагато більш ефективно, ніж навіть при термоядерному синтезі. Це можливо завдяки механізму Пенроуза. Ще до потрапляння за горизонт подій тіло, що проходить через ергосферу ЧД, може отримати значно більше прискорення, ніж воно мало до потрапляння в ергосферу, подібно до того як це відбувається при гравітаційному маневрі.

Ми, однак, не настільки оптимістичні, як процитований дослідник: при всіх плюсах вилучення дармової енергії з ЧД, найпотужніший періодичний джерело рентгенівського випромінювання, що знаходиться в 0,1 світлового року від вашої планетної системи, випробування, швидше за все, перевешивающее навіть вищеописане енергетичне щастя.

Підготовлено за матеріалами Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики.