ربما كان أعظم اكتشاف يأتي من "العصر الذهبي للنسبية العامة" (حوالي 1960 إلى 1975) هو إدراك وجود ثقب أسود فائق الكتلة (SMBH) في مركز مجرتنا. بمرور الوقت ، أدرك العلماء أن الثقوب السوداء الضخمة المماثلة هي المسؤولة عن الكميات القصوى من الطاقة المنبعثة من نوى المجرة النشطة (AGNs) من النجوم الزائفة.
نظرًا لحجمها الكبير وكتلتها وطبيعة نشاطها ، فقد عرف العلماء لبعض الوقت أن بعض الأشياء الرائعة جدًا تحدث خارج أفق الحدث لـ SMBH. ولكن وفقًا لدراسة حديثة أجراها فريق من الباحثين اليابانيين ، من الممكن أن تشكل SMBHs بالفعل نظامًا من الكواكب! في الواقع ، خلص فريق البحث إلى أن SMBHs يمكن أن تشكل أنظمة كوكبية من شأنها أن تخجل نظامنا الشمسي!
الدراسة التي تصف نتائجها ، بعنوان "تكوين الكوكب حول الثقوب السوداء الضخمة في النوى النشطة" تم نشرها مؤخرًا في مجلة الفيزياء الفلكية. أجرى الدراسة الأستاذان كايتشي وادا ويوسوكي تسوكاموتو من جامعة كاجوشيما ، بمساعدة البروفيسور إيتشيرو كوكوب من المرصد الفلكي الوطني الياباني (NAOJ).
من خلال الجمع بين الخبرة من مجالين مختلفين - النوى المجرية النشطة وتكوين الكوكب - سعى الفريق إلى تحديد ما إذا كان الجاذبية الجاذبية لـ SMBHs يمكن أن تشكل كواكب بنفس الطريقة التي تشكل بها النجوم. وفقًا للنموذج الأكثر قبولًا على نطاق واسع (الفرضية السديمية) ، تتكون الكواكب حول النجوم الصغيرة من قرص مسطح (كوكبي أولي) من المواد ، والذي يتراكم تدريجياً بمرور الوقت.
ومع ذلك ، فإن النجوم الصغيرة ليست الأشياء الوحيدة في الكون التي تحتوي على أقراص من المواد المحيطة بها. في الواقع ، لاحظ علماء الفلك أيضًا أقراصًا ثقيلة من المواد السائبة في نوى المجرات ، والتي كانت تهيمن عليها جاذبية الثقب الأسود المركزي. من هذا ، قام الفريق بحساب احتمالية تشكل الكواكب من هذه الأقراص.
وكما أوضح البروفيسور كايتشي ، فقد أظهرت نتائجهم أنه "في ظل الظروف المناسبة ، يمكن تشكيل الكواكب حتى في البيئات القاسية ، مثل حول ثقب أسود". عادة ، تبدأ عملية تكوين الكوكب في المناطق ذات درجة الحرارة المنخفضة من قرص الكواكب الأولية ، حيث تلتصق حبيبات الغبار مع دثار الثلج معًا لتكوين ركام أكبر.
قام فريق البحث بتطبيق نفس نظرية تكوين الكوكب على الأقراص حول الثقوب السوداء ووجد أن الكواكب يمكنها بعد عدة مئات الملايين من السنين. وفقًا لدراستهم ، فإن البيئة عالية الجاذبية التي تحيط بالثقب الأسود ستتسبب في أن يصبح قرص الكواكب الأولية كثيفًا بشكل لا يصدق.
سيكون لهذا تأثير حجب الإشعاع المكثف القادم من المنطقة الوسطى من الثقب الأسود ، مما يتسبب في تكوين مناطق ذات درجة حرارة منخفضة. أكثر من ذلك ، أظهرت حساباتهم أن نظامًا ضخمًا من الكواكب يمكن أن يتشكل. كما أوضح البروفيسور إيتشيرو ، الأستاذ في NAOJ الذي يدرس تكوين الكوكب:
"تشير حساباتنا إلى أن عشرات الآلاف من الكواكب التي تبلغ كتلتها 10 أضعاف كتلة الأرض يمكن تشكيلها على بعد 10 سنوات ضوئية من ثقب أسود. حول الثقوب السوداء ، قد توجد أنظمة كوكبية ذات حجم مذهل. "
لاحظ علماء الفلك أن بعض SMBHs محاطة بأقراص تحتوي على ما يصل إلى مليار مرة كتلة أكبر من الأقراص المرصودة حول النجوم. وهذا يصل إلى كتلة شمسنا مائة ألف مرة. هذا يثير نقطة مثيرة للاهتمام ... إذا كانت الكواكب يمكن أن تتشكل حول SMBH ، هل يمكن أن تتشكل النجوم أيضًا؟ ربما ، النجوم بأنظمة الكواكب الخاصة بهم؟
ما سيبدو عليه هذا هو السؤال الذي طرحه الفيزيائي الدكتور شون ريمون. في العام الماضي ، أجرى سلسلة من المحاكاة التي أدرجت فيزياء الثقوب السوداء في نظامنا الشمسي وفيزياء SMBH لإنشاء نظام افتراضي حيث تدور 9 نجوم وما يصل إلى 550 كوكبًا صالحًا للسكن في حفرة سوداء مركزية - تسمى " The Black Hole Ultimate Solar System "(فيديو أدناه).
في الوقت الحالي ، لا توجد تقنيات يمكن استخدامها لاكتشاف الكواكب حول الثقب الأسود. إن الأساليب الأكثر استخدامًا - قياس الضوء العابر و مطيافية دوبلر - ستكون غير مجدية بشكل فعال لأن الثقوب السوداء لا تصدر ضوءًا ، ومن المحتمل أن تكون قوة الجاذبية أكبر من أن يتم تعويضها بواسطة نظام من الكواكب.
ومع ذلك ، يتوقع الفريق أن هذه الدراسة والبحوث المماثلة يمكن أن تفتح مجالًا جديدًا لعلم الفلك. ومع النجاح الأخير لتلسكوب Event Horizon Telescope (الذي التقط الصورة الأولى لأفق الحدث في أبريل من هذا العام) ، فمن الممكن أن نكون على وشك حقبة يستطيع الفلكيون فيها مراقبة ودراسة الثقوب السوداء مباشرة.
