Keringhet-e lakható bolygó fekete lyuk körül?

 

A szupernagy tömegű fekete lyukakat többek között arról ismerjük, hogy bármit elnyelnek, ami az útjukba kerül, legyenek azok gázfelhők, vagy egész csillagrendszerek. Lehetséges-e, hogy földönkívüli élet legyen egy olyan bolygón, ami egy ilyen kozmikus fenevad körül kering? Meglepő lehet, de a kutatók szerint a válasz egy bizonytalan igen, annak ellenére, hogy rengeteg oka van, miért nem lenne lehetséges. Ha mégis létezne élet egy ilyen bolygón, igazán szürreális lenne élni rajta. A fekete lyuk az égbolt majdnem felét kitöltené, az ősrobbanásból visszamaradt fotonokból egyfajta pszeudonapot létrehozva.

Az elkészült tanulmányt a 2014-es Interstellar című film inspirálta, melyben az űrhajósok egy féreglyukon áthaladva látogatnak el több, egy hatalmas fekete lyuk körül keringő bolygóra. Pavel Bakala asztrofizikus és kollégái a probléma termodinamikai oldaláról közelítették meg a kérdést. Az élet kialakulásához a bolygónak hasznosítható energiaforrásra (a Föld esetében ez a Nap) és a felesleges plusz hőt elnyelő közegre (a mi esetünkben ez a hideg űr) van szükség. A kettő közötti különbség mozgatja a folyamatokat, melyek életet hoznak létre.

Fekete lyuk körül keringő bolygó illusztrációja. A fekete lyukak a téridő olyan régiói, ahol a gravitáció olyan erős, hogy még a fény sem tud elszökni belőle. Nagytömegű csillagok halálakor alakulnak ki. Az illusztráción látható fekete lyuk körül akkréciós korong alakult ki, melynek fénye az erős gravitáció hatására elhajlik: a korong fekete lyuk előtti és mögötti része is láthatóvá válik. (MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY)

Az Interstellar című filmben a szituáció fordított: a “Nap” hideg, míg az űr forró. A fekete lyuk ideális hőelnyelő, a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzásból (CMB), az ősrobbanás Univerzumot kitöltő gyenge sugárzásából pedig származhat hasznosítható energia. A CMB csak néhány fokkal melegebb az abszolút nulla foknál, így gyenge, de a szupernagy tömegű fekete lyuk extrém gravitációja optikai hullámhosszra tudná húzni és vékony fénysugárrá fókuszálni. Egy ilyen bizarr bolygón a CMB, a kutatók szerint, egy fényes csillagként jelenne meg, a fekete lyuk árnyékának széle mellett.

A kutatók először 2017-ben publikálták ötletüket, mostanra pedig megerősítették számolásaikat is. Ahhoz, hogy elég erős CMB fényt kapjon, a bolygónak igen közel kéne keringenie a fekete lyuk eseményhorizontjához. Normális esetben egy ilyen közel levő objektum elnyelődne. Ha a fekete lyuk azonban elég gyorsan forog, elképzelhetőek közeli, stabil keringési pályák. A The Astrophysical Journal tudományos folyóiratban publikált tanulmány szerint azonban ahhoz, hogy elég közel kerüljön a bolygó, a fekete lyuk “felszínének” forgási sebessége csak a tizedik tizedesben térhetne el a fénysebességtől.

A fekete lyuknak továbbá nagynak is kéne lennie, a csapat számításai szerint legalább a Nap tömegénél 163 milliószor nagyobb tömegűnek. Erre azért van szükség, mert azok a szupernagy tömegű fekete lyukak, mint amilyen például a Tejútrendszer közepén is van, és körülbelül 4 millió naptömegű, általában az árapály-erők hatására széttépik a közelükbe kerülő bolygókat. Nagyobb fekete lyukak körül ez nem történik meg, ameddig a csillag vagy a bolygó nem lép be az eseményhorizonton belülre.

A bolygó virágzásához azonban a galaktikus centrumnak is nyugodtnak kellene lennie: egy idős galaxis, majdnem “üres űr” kéne, hogy körbevegye a fekete lyukat. Ez azért fontos, mert bármilyen kóbor anyag, amit a fekete lyuk elnyelne, következésképpen olyan erős sugárzási löketet bocsátana ki, amely elég erős lenne bármilyen közeli bolygón levő élet kioltásához. Akárhogyan is, Bakala elismeri, nem tudja elképzelni, miféle élet tudna ilyen környezetben létrejönni.

A Messier 87 galaxis centrumában található fekete lyuk fényképe, az első felvétel egy fekete lyukról. A Földtől 55 millió fényév távolságra található, tömege pedig a Nap tömegénél 6.5 milliárdszor nagyobb. (EVENT HORIZON TELESCOPE COLLABORATION ET AL.)

Bizonyára nem hasonlítana az otthonunkhoz. A fél égboltot beborító eseményhorizont mély feketesége vészjósló látvány lenne. Az Albert Einstein gravitációelméletében leírt idődilatációs effektusok (általános relativitáselmélet) miatt pedig, egy ilyen bolygó egyetlen éve alatt egy átlagos csillag körül keringő bolygó életében többezer év telne el. Azonban ha meg is tudna maradni az élet egy ilyen világban, kis esélyünk van rá, hogy észrevegyük. Egy fekete lyuk előtt elhaladó bolygó nem fog csökkenést okozni a fekete lyuk fényességében, hiszen már amúgy is fekete. Bakala szerint olyan rádióteleszkópok tömegével, mellyel a 2019-es évben először fényképeztek le fekete lyukat, elméletileg észlelhető lenne egy hasonló bolygófedés.

Bakala elismeri, hogy bár a tanulmány pusztán szellemi tornának készült, részben azért, hogy diákjai elmerüljenek a termodinamikában, végül elgondolkoztatta őt és kutatócsoportját is azon, vajon hogy lehetne a galaktikus centrumokhoz közeli kis égitesteket észlelni. Avi Loeb, a Harvard Egyetem elméleti fizikusa egy egyetemi kurzusán megkérdezte hallgatóit, ha lehetőségük lenne, felpattannának-e egy csapat földönkívüli mellé az űrhajójukra, vagy meglátogatnának-e egy fekete lyukat. A legtöbben azt felelték, hogy ha lenne internetkapcsolatuk és meg tudnák osztani élményeiket a barátaikkal, akkor elmennének a kalandra. A feketelyuk-turizmus azonban nem valósítható meg: ha belekerülünk egy fekete lyukba, onnan még az Instagram-posztok sem tudnak kiszökni.

Forrás: csillagászat.hu