Астроном изучил возможность жизни на планете у сверхмассивной черной дыры

Кинофильм «Интерстеллар» известен достоверностью, с которой на экране воспроизведены многие астрономические объекты. Его сюжет построен вокруг поисков потенциально обитаемой планеты на орбите сверхмассивной черной дыры, показанной с большой точностью. Однако вопрос о том, возможна ли жизнь на таких планетах, остается открытым. Его рассмотрел Джереми Шниттман (Jeremy Schnittman) из Массачусетского технологического института (MIT).

Ключевым условием для существования жизни в известных нам формах считается присутствие жидкой воды — основной среды и растворителя, необходимого для протекания биохимических реакций. Это требует стабильной, достаточно умеренной температуры на планете, что, в свою очередь, нуждается в постоянном притоке энергии. Она может поступать как из недр небесного тела, так и извне — от материнской звезды или, как в «Интерстелларе», от черной дыры и ее окрестностей. Именно эти варианты изучил Шниттман в статье, представленной в онлайн-библиотеке препринтов arXiv.org. 

Аккреционные диски материи, падающей в недра сверхмассивных черных дыр, излучают крайне ярко в ультрафиолетовом и других диапазонах, неблагоприятных для жизни. Однако если интенсивность поглощения вещества дырой будет невелика, то излучение может быть сравнительно умеренным. На достаточном удалении от центра — по расчетам Шниттмана, на расстоянии более 100 ее радиуса — температура в веществе аккреционного диска опускается до «комнатного» уровня.  

Теоретически находящаяся здесь планета будет равномерно прогреваться. С другой стороны, ученый отмечает, что жизни требуется не просто энергия, но градиент энергии, ее непрерывный поток, и такой всесторонний прогрев может быть не таким подходящим, как одностороннее облучение звездой. Кроме того, уменьшение поглощения вещества черной дырой ведет к ослаблению и излучения аккреционного диска. Это также снижает шансы на появление здесь подходящих для жизни условий.

Джереми Шниттман рассматривает и другой гипотетически возможный источник энергии: реликтовое излучение — слабый микроволновый фон, «эхо» Большого взрыва, пронизывающее всю Вселенную. Его средняя температура составляет всего 2,7 Кельвина, однако в ближайших окрестностях сверхмассивной черной дыры, где пространство-время сильно деформируется, реликтовый фон испытывает синее смещение в более энергетические и теплые области спектра. По расчетам ученого, в непосредственной близости от края черной дыры его температура достигает нужной температуры, хотя уровень излучения здесь, конечно, зашкаливает и губителен для всего потенциально живого.

Наконец, приток энергии может обеспечить свет далеких звезд. В отличие от Солнца, расположенного на краю Галактики, сверхмассивные черные дыры сидят в самых их центрах, где плотность звездного населения намного выше и «ночное» небо в сотни тысяч раз ярче нашего. Дополнительный подогрев может обеспечить мощный поток нейтрино, исходящий из окрестностей черной дыры и пронизывающий соседнюю планету насквозь. Редкие частицы, взаимодействуя с веществом ее недр, также могут создавать нужное тепло.

Все это не отменяет главных недостатков окрестностей сверхмассивных черных дыр с точки зрения жизни: крайне бурного, нестабильного окружения и жестких потоков радиации. Наконец, мощные гравитационные волны, созданные регулярными катастрофическими событиями, должны создавать условия, вовсе невыносимые для жизни. Судя по всему, в этом вопросе «Интерстеллар» далеко не так достоверен.