Чёрные дыры — это области пространства-времени, настолько плотные, где гравитация настолько сильна, что даже свет не может вырваться из них. Существует 4 типа чёрных дыр, у которых могут быть планеты на орбитах.
- Гипотетические маленькие первичные чёрные дыры, образовавшиеся сразу после Большого взрыва из области пространства с достаточно высокой плотностью. До сих пор не было подтверждено, что чёрные дыры такого типа вообще существуют в природе.
- Чёрные дыры, образовавшиеся в результате гравитационного коллапса в конце жизни звёзд, которые по меньшей мере в 8 раз массивнее нашего Солнца.
- Чёрные дыры, образовавшиеся в результате слияния остатков звёзд, таких как нейтронные звезды, общая масса которых более чем в 2,1 раза превышает массу Солнца. Они также могут образоваться, если нейтронная звезда украдёт материю, например, у двойной звезды-компаньона.
- Сверхмассивные чёрные дыры в центрах галактик.
Планеты в системах с чёрными дырами могут быть разделены на 7 категорий.
- Планета, находящаяся очень близко к чёрной дыре. Такая планета подверглась бы очень сильным релятивистским эффектам искривлённого пространства-времени. Всё небо было бы освещено космическим микроволновым фоновым излучением с голубым смещением, в то время как сама чёрная дыра была бы чёрной. Это была бы обратная ситуация по сравнению с тем, что мы имеем на Земле, где звезда даёт свет, а небо чёрное. Течение времени на такой планете было бы намного медленнее, если смотреть с нашей точки зрения. Изменение условий вокруг чёрной дыры сделало бы такую планету непригодной для жизни слишком быстро. Этот сценарий — действительно увлекательное умственное упражнение, потому что такая планета, скорее всего, также сама по себе не могла бы долго выживать на такой орбите.
- Планета на далёкой орбите вокруг небольшой, возможно первобытной чёрной дыры, которая не растёт. У такой планеты не было бы источника света, но мы знаем, что планеты могут быть обитаемыми и без источника видимого света — благодаря теплу от радиоактивного распада в ядре, приливным силам возможного естественного спутника, а также из-за непрозрачности очень плотной атмосферы из водорода и гелия, которая может остановить утечку тепла. Такая планета должна быть захваченной планетой-изгоем, чтобы быть пригодной для жизни.
- Система с обычной звездой и маленькой первичной чёрной дырой на очень далёкой орбите. К такой системе применяются все регулярные ограничения обитаемости звезды, так как сама чёрная дыра не должна создавать никаких проблем для эволюции жизни. Звезда типа К, в 0,6-0,8 раза массивнее Солнца, была бы лучшей для эволюции жизни, так как это дало бы больше времени. Такие звёзды находятся в «главной последовательности» от 17 до 70 миллиардов лет. Планета будет находиться на орбите вокруг звезды, поэтому этот сценарий формально не отвечает на вопрос о чёрных дырах, которые могут иметь обитаемую зону для планет.
- Двойная система звезды и маленькой чёрной дыры, вращающихся вокруг общего барицентра этих двух объектов, когда они находятся достаточно далеко друг от друга, чтобы чёрная дыра не крала материю у своего звёздного компаньона. Звезда должна быть довольно большой, больше нашего Солнца, и это означает, что она не прожила бы достаточно долго для эволюции жизни, которая заняла бы 4,5 миллиарда лет до того места, где она находится сейчас в нашей системе, потому что чем больше звезда, тем меньше она живёт. Возможно, планета-изгой с уже развитыми формами жизни может быть захвачена на околоземную, пригодную для жизни орбиту такой системы. Однако в конце концов звезда, после того как она сожжёт весь водород и гелий, разбухнет и превратится в красного гиганта, чёрная дыра начнет красть у неё материю, создавая аккреционный диск, который сделает всю систему непригодной для жизни, поджаривая всё опасным излучением.
- Звезда с обитаемой планетой на орбите, которая была захвачена маленькой, тихой, возможно, первобытной чёрной дырой и образовала двойную систему с некоторым расстоянием между звездой и чёрной дырой. Этот сценарий имеет очень низкую вероятность, но его нельзя исключить.
- Некоторые планеты, которые образовались вокруг тяжёлых звезд, превратившихся в сверхновые, могут пережить взрыв, ведущий к образованию чёрной дыры. Это вытекает из того факта, что планеты были обнаружены вокруг нейтронных звезд, образовавшихся в результате взрыва сверхновой. Хотя их атмосфера и поверхность, скорее всего, были бы слишком серьёзно повреждены взрывом, чтобы быть пригодными для жизни. Океаны, скорее всего, испарились бы.
- Планеты, вращающиеся вокруг сверхмассивных чёрных дыр в центре галактик, могут существовать, но не считаются пригодными для жизни, подобной Земле, потому что область пространства в центре галактик слишком нестабильна. Слишком много звёзд находятся рядом друг с другом, частые взрывы сверхновых, смертельное излучение от аккреционного диска, и иногда — смертельное излучение от квазара, питаемого сверхмассивной чёрной дырой.
Если бы где-то во Вселенной существовал вид разумных форм жизни, которые развились на планете в системе с чёрной дырой, у них была бы замечательная возможность наблюдать и испытывать очень сильные эффекты относительности на своём «заднем дворе». Возможно, они могли бы ускоренными темпами развиваться в области технологий, в некоторых аспектах, по сравнению с тем, что мы испытываем на нашей планете. У них даже могла бы появиться возможность использовать чёрную дыру в качестве источника энергии и быстрее перемещаться между звездами, используя её в качестве рогатки. Точно так же, как мы используем Юпитер для стрельбы по нашим планетам, за исключением того, что чёрная дыра справилась бы с этим намного лучше, и космические корабли могли бы достигать значительной доли скорости света.
Ближайшая к нам известная в настоящее время чёрная дыра HR 6819 находится на расстоянии более 1120 световых лет, и людям слишком трудно добраться до неё...
По материалам публикации (англ.).
