Черните дупки: Космически градинари, които всъщност могат да подкрепят живота

Ваня Милева Последна промяна на 24 март 2025 в 00:00 7778 0

Концепция на художник за свръхмасивни черни дупки

Кредит ESO/L. Calçada
Концепция на художник за обкръжението на свръхмасивна черна дупка, която обикновено се намира в сърцето на много галактики. Черната дупка е заобиколена от ярко светещ акреционен диск, състоящ се от много гореща материя, която се засмуква към повърхността на черната дупка. Още по-далече от дупката има прахов тор. Често се наблюдават високоскоростни джетове – изхвърляния на материя от полюсите на черна дупка, които могат да се простират на огромни разстояния.

Ново изследване предполага, че при правилните условия интензивната радиация, излъчвана от активни черни дупки, може да помогне за предпазването и поддържането на живота на далечни планети, вместо да го заличи – противопоставяйки се нашите предположения къде може да съществува живот в космоса.

Както казват авторите на изследването, тези гравитационни чудовища са всъщност космическите градинари, отглеждащи живота.

Проучване, публикувано наскоро в Astrophysical Journal, разкрива как радиацията от активните галактически ядра – интензивно ярките региони около захранващите свръхмасивни черни дупки – може да предизвика защитни атмосферни промени на определени планети, потенциално създавайки гостоприемна среда за процъфтяване на живот.

В центъра на Млечния път и повечето големи галактики се намира свръхмасивна черна дупка. Когато междузвездният газ попадне в тези космически гиганти, те преминават в "активен режим", излъчвайки високоенергийна радиация в своите галактики. Обикновено се смята, че тази радиация би стерилизирала близките планети, но изследователският екип на Дартмут и университета в Ексетър открива изненадващ обрат.

"След като вече има живот и атмосферата се насити с кислород, радиацията става по-малко разрушителна и може би дори полезна", отбелязва водещият автор на изследването Кендъл Сипи (Kendall Sippy). "След като този своеобразен мост бъде преминат, планетата става по-устойчива на ултравиолетовата радиация и е защитена от потенциални случаи на измиране."

Изследователският екип е използвал усъвършенствани компютърни симулации, за да проучи как радиацията на активните галактически ядра би повлияла на земеподобни планети с различен състав на атмосферата. Резултатите им разкриват, че на планети, на които животът вече се е установил и произвеждат значително количество кислород, интензивната ултравиолетова радиация всъщност ще укрепи защитния озонов слой, вместо да го унищожи.

Този защитен ефект се получава, тъй като високоенергийната светлина разцепва кислородните молекули на единични атоми, които рекомбинират, за да образуват озон. Тъй като озоновият слой се натрупва в горните слоеве на атмосферата, той отклонява все по-големи количества опасна радиация обратно в космоса - създавайки самоподсилващ се щит.

Високоенергийната ултравиолетова  (UV) светлина разцепва кислородните молекули на единични атоми, които рекомбинират, за да образуват озон. Кредит: Flickr CC BY 2.0

Същият процес се е случил на Земята преди около два милиарда години, когато първите кислород-произвеждащи микроорганизми са трансформирали нашата атмосфера. Радиацията от Слънцето е помогнала на ранния живот да насити атмосферата с кислород, да изгради озон и да създаде условия за развитие на по-сложни организми.

"Ако животът може бързо да насити с кислород атмосферата на дадена планета, озонът може да помогне за регулирането на атмосферата, за да благоприятства условията, от които животът се нуждае, за да се развива", обяснява съавторът на изследването Джейк Игър-Наш (Jake Eager-Nash), постдокторант в Университета на Виктория. "Без механизми за обратна връзка, регулиращи климата, животът може да изчезне бързо."

Игър-Наш и колегите му тестват екстремни сценарии в своите симулации. Въпреки че Земята е твърде далеч от черната дупка на нашата галактика, Стрелец А, за да бъде засегната от нейната радиация, изследователите моделират какво би се случило, ако Земята е много по-близо до хипотетично активно галактическо ядро, излагайки я на радиация, милиарди пъти по-силна от тази, която изпитваме.

Резултатите очертават контрастни картини в зависимост от развитието на атмосферата на планетата. В бедна на кислород атмосфера, подобна на тази в началото на съществуването на Земята, интензивната радиация вероятно би попречила на появата на живот. Но при съвременните нива на кислород атмосферата бързо би генерирала защитен озон.

"При съвременните нива на кислород това би отнело няколко дни, което, надяваме се, би означавало, че животът би могъл да оцелее", отбелязва Игър-Наш. "Бяхме изненадани от това колко бързо ще реагират нивата на озона."

Изследователите също така са проучили какво би се случило на подобни на Земята планети в различни типове галактики. Резултатите не са обещаващи за планети в галактики от типа "червен самороден реликт" като NGC 1277, където звездите са гъсто разположени в близост до централната черна дупка. Въпреки това планетите в по-разпръснати галактики като нашия Млечен път или масивни елиптични галактики като Messier-87 биха имали по-големи шансове да поддържат условия за живот, тъй като техните звезди обикалят по-далеч от лъчението на активно галактическо ядро.

"Той моделира всяка химическа реакция, която може да се случи", обяснява Сипи за техния изчислителен подход. "Връща диаграми на това колко радиация попада върху повърхността с различни дължини на вълната и концентрацията на всеки газ във вашата моделна атмосфера в различни моменти от време."

Защитната обратна връзка, открита в богатите на кислород атмосфери, изненадва дори изследователите.

"Сътрудниците ни не работят върху излъчването на черни дупки, така че не бяха запознати със спектъра на черната дупка и с това колко по-ярко може да стане едно  активно галактическо ядро от звезда в зависимост от това колко близо сте до нея", разказва съавторът на изследването Райън Хикокс (Ryan Hickox), професор и ръководител на катедрата по физика и астрономия в Дартмут.

Докато астрономите продължават да картографират потенциални обитаеми зони около звездите, това изследване предполага, че може да се наложи да вземем предвид и фактори от галактически мащаб. Констатациите разширяват нашето разбиране за това къде може да се появи и да съществува живот във Вселената – може би дори в сянката на най-разрушителните сили на природата, където радиацията, която първоначално изглежда враждебна, в крайна сметка би могла да подхранва и защитава развиващите се биосфери.

За планетите с късмета да развият живот, произвеждащ кислород, преди да срещнат интензивна радиация, страховитата енергия на черна дупка може парадоксално да се превърне в градинаря, който помага на този живот да процъфтява, а не в жътваря, който го унищожава.

Справка: Impacts of UV Radiation from an AGN on Planetary Atmospheres and Consequences for Galactic Habitability; Kendall I. Sippy, Jake K. Eager-Nash, Ryan C. Hickox, Nathan J. Mayne, and McKinley C. Brumback; The Astrophysical Journal 2025, Volume 980, Number 2  DOI 10.3847/1538-4357/adac5d

Източник: Black Holes: Cosmic Gardeners That Might Actually Nurture Life, Dartmouth College

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Животът

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !