Računarski model pokazuje da obodi akrecionih diskova oko supermasivnih crnih rupa u AGN-ima mogu formirati stotine hiljada do miliona planeta sličnih Jupiteru. Ključni mehanizam je streaming instability, koja prah pretvara u guste pramenove i potom u planetarne jezgre. Nastali 'praškasti džinovi' verovatno će migrirati dalje od centra, a njihova detekcija mogla bi biti moguća preko gravitacionog sočiva, iako je potvrda još uvek zahtevna i zahteva dodatna posmatranja.
Bili smo zapanjeni: Milioni egzoplaneta mogu nastati u perifernim delovima aktivnih galaktičkih jezgara
An illustration shows planets migrating away from a supermassive black hole. | Credit: Robert Lea (created with Canva)
Grupa naučnika otkrila je da svetli i turbulentni centri nekih galaksija — poznati kao aktivna galaktička jezgra (AGN), koje napaja supermasivna crna rupa u fazi akrecije — mogu biti rasadnici ogromnog broja planeta. Ti regioni često zasene zbirnu svetlost svih zvezda u galaksiji.
Šta su AGN i zašto su neočekivano pogodna?
Aktivna galaktička jezgra nastaju kada su supermasivne crne rupe okružene velikim količinama gasa i prašine koji kruže u spljoštenim akrecionim diskovima. Deo materije se sliva na crnu rupu, dok se deo izbacuje u vidu uskih mlazova ka polovima. Snažno gravitaciono polje i trenje u disku zagrevaju gas i prašinu, pa AGN svetle kroz čitav elektromagnetni spektar.
Model pokazuje formiranje miliona planeta
Naučnici su napravili računarski model akrecionog diska oko supermasivne crne rupe i uneli uslove koji vladaju na obodima takvih diskova. Zaključili su da na udaljenostima od nekoliko desetina parseka (1 parsek ≈ 3,26 svetlosne godine) mogu nastati stotine hiljada do miliona tela mase slične Jupiteru. Istraživači opisuju ta tela kao "praškaste džinove" ili "lava lopte" zbog jakog grejnog okruženja i sastava.
Mehanizam: streaming instability
Ključni proces u modelu je tzv. streaming instability, instabilnost u protoku gasa i čestica koja omogućava da se prašina slepi u guste pramenove. Ti pramenovi zatim gravitiraju i brzo formiraju planetarne jezgre — proces sličan onome u protoplanetarnim diskovima oko mladih zvezda, ali ovde u mnogo većem obimu zbog bogatijeg gasa u AGN diskovima.
An illustration showing the anatomy of the supermassive black hole and AGN at the heart of NGC 4151. | Credit: NASA's Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab
Sudbina nastalih planeta
Iako su po modelu ta tela stabilna, očekuje se da će migrirati radijalno — često se pomerati dalje od centralne crne rupe i početne lokacije na ivici diska. To znači da se mogu naći u širokom rasponu udaljenosti od centra galaksije tokom miliona godina.
"Bili smo zapanjeni! Ovo do sada nije uočeno u kontekstu AGN diskova koristeći model streaming instability", rekao je Bhupendra Mishra (Univerzitet Kolorado Boulder). On i kolege, uključujući Wladimira Lyru, vodeće ime u oblasti formiranja planeta, bili su iznenađeni obimom i masama koje model predviđa.
Kako bi se moglo detektovati?
Autori predlažu da bi gravitaciono sočivo — pojačavanje i izobličenje svetlosti pozadinskog izvora kada masivan objekat prolazi ispred njega — moglo pomoći u detekciji klastera ovih planeta u perifernim delovima AGN diskova. Međutim, pronalaženje pogodnog AGN-a bi zahtevalo ili izuzetnu sreću ili ciljane, vrlo precizne posmatračke kampanje.
Studija je dostupna u preprint formi na arXiv-u, a rezultati su zasad teorijski i zahtevaju dodatne simulacije i posmatranja za potvrdu.
Napomena: Rezultati su rani i zavise od modelskih pretpostavki o temperaturi, gustini i dinamici oboda akrecionih diskova AGN-a. Ipak, otkriće otvara novu perspektivu o mestu i obimu formiranja planeta u kosmosu.
Pomozite nam da budemo bolji.
