Sorte hulles sprængninger kan forvandle mini-Neptunes til stenede verdener

Et team af astrofysikere og planetforskere har forudsagt, at Neptunlignende planeter placeret nær Mælkevejen blev omdannet til stenede planeter ved udbrud, der blev genereret af det nærliggende supermassive sorte hul.

Disse fund kombinerer computersimuleringer med data fra nylige exoplanetfund, samt røntgen- og ultraviolette observationer af stjerner og sorte huller.

"Det er ret vildt at tænke på sorte huller, der former en planets evolutionære skæbne, men det kan meget vel være tilfældet i midten af ​​vores galakse, "sagde Howard Chen fra Northwestern University i Illinois, der ledede undersøgelsen.

Chen og medarbejdere fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) undersøgte miljøet omkring det nærmeste supermassive sorte hul til Jorden:det 4 millioner solmasse sorte hul kendt som Skytten A*.

Det er velkendt, at materiale, der falder ned i det sorte hul i lejlighedsvis fodringsvaner, vil generere lyse røntgenstråler og ultraviolet stråling. Ja, Røntgenteleskoper som NASAs Chandra røntgenobservatorium og ESAs XMM-Newton har set beviser for lyse udbrud tidligere, lige fra omkring 6 millioner år til lidt over et århundrede siden.

"Vi spekulerede på, hvad disse udbrud fra Skytten A* ville gøre med alle planeter i dens nærhed, "sagde John Forbes, en medforfatter fra CfA. "Vores arbejde viser, at det sorte hul dramatisk kan ændre en planets liv."

Forfatterne overvejede virkningerne af denne højenergistråling på planeter inden for 70 lysår efter det sorte hul, der har masser mellem Jorden og Neptuns.

De fandt ud af, at røntgen- og ultraviolet stråling ville sprænge en stor mængde af den tykke gasatmosfære af sådanne planeter nær det sorte hul. I nogle tilfælde ville dette efterlade en bar, stenet kerne. Sådanne stenede planeter ville være tungere end Jorden og er, hvad astronomer kalder super-jordarter.

"Disse super-jordarter er en af ​​de mest almindelige typer af planeter, som astronomer har opdaget uden for vores solsystem, "sagde medforfatter Avi Loeb, også af CfA, "Vores arbejde viser, at de i det rigtige miljø kan danne sig på eksotiske måder."

Forskerne tror, ​​at denne sorte hulpåvirkning kan være en af ​​de mest almindelige måder, hvor stenrige super-jordarter kan danne tæt på midten af ​​vores galakse.

Mens nogle af disse planeter vil være placeret i den beboelige zone af stjerner som solen, miljøet, de eksisterer i, ville gøre det udfordrende for livet at opstå. Superjorderne ville blive ramt af supernovaeksplosioner og gammastråleudbrud, som kan skade kemien i enhver atmosfære, der er tilbage på planeterne. Yderligere udbrud fra det supermassive sorte hul kan give et knockout -slag og fuldstændig ødelægge en planets atmosfære.

Disse planeter ville også blive udsat for gravitationsforstyrrelser af en forbipasserende stjerne, der kunne kaste planeten væk fra dens livsholdende vært. Sådanne møder kan forekomme ofte nær Mælkevejens supermassive sorte hul, da regionen er så fyldt med stjerner. Hvor overfyldt er det i Galactic Center? Inden for omkring 70 lysår fra midten af ​​galaksen, astronomer tror, ​​at den gennemsnitlige adskillelse mellem stenede verdener er mellem cirka 75 og 750 milliarder kilometer. Til sammenligning, den nærmeste stjerne til solsystemet er 40, 000 milliarder kilometer væk.

"Det er almindeligt accepteret, at de inderste områder af Mælkevejen ikke er gunstige for livet. Faktisk, selvom dækket virker stablet mod livet i denne region, sandsynligheden for panspermi, hvor liv overføres via interplanetarisk eller interstellar kontakt, ville være meget mere almindelig i et så tæt miljø. "sagde Loeb." Denne proces kan give livet en kæmpe chance for at opstå og overleve. "

Der er formidable udfordringer, der kræves for direkte at opdage sådanne planeter. Afstanden til Galactic Center (26, 000 lysår fra Jorden), den overfyldte region, og blokering af lys ved mellemliggende støv og gas gør det svært at observere sådanne planeter.

Imidlertid, disse udfordringer kan blive mødt af den næste generation af ekstraordinært store jordbaserede teleskoper. For eksempel, søgninger efter transit med fremtidige observatorier som det europæiske ekstremt store teleskop kan muligvis opdage beviser for disse planeter. En anden mulighed er at søge efter stjerner med usædvanlige mønstre af elementer i deres atmosfære, der er vandret væk fra midten af ​​galaksen.