Pensar en mundos que orbitan agujeros negros era imposible hasta hace unos años, pero ahora sabemos que es posible. Los Blanetas o Blanets entran al juego.
Es fácil pensar en los agujeros negros como máquinas voraces de destrucción, absorbiendo todo a su alrededor. Pero ese no es siempre el caso. Los entornos alrededor de los agujeros negros supermasivos activos son complejos, y el año pasado, un equipo de astrónomos demostró que hay una zona segura alrededor de cada agujero negro supermasivo en el que miles de planetas podrían estar en órbita .
Ahora, el equipo dirigido por Keiichi Wada, de la Universidad de Kagoshima en Japón, ha dado un nuevo nombre a estos planetas de agujeros negros («blanets», que es simplemente encantador) y descubrió cómo podrían formarse estos blanet a partir de los granos de polvo que giran alrededor del agujero negro.
Los investigadores escribieron en su estudio publicado en The Astrophysical Journal:
“Aquí, investigamos los procesos de coagulación del polvo y las condiciones físicas de la formación de la red. Nuestros resultados sugieren que los blanets podrían formarse alrededor de núcleos galácticos activos de relativamente baja luminosidad durante su vida útil”.
Sabemos que las estrellas se pueden capturar en órbita alrededor de agujeros negros supermasivos: los astrónomos han estado observando la compleja danza de las estrellas alrededor de Sagitario A * , el agujero negro supermasivo en el corazón de la Vía Láctea, durante décadas.
También se ha planteado la hipótesis de que los exoplanetas, tanto en órbita alrededor de las estrellas capturadas como pícaros o errantes, también pueden ser capturados por los agujeros negros.
Pero el equipo de Wada propone una nueva clase de exoplanetas, los que se forman directamente alrededor de agujeros negros supermasivos activos en los corazones de las galaxias. Tal agujero negro activo está rodeado por un disco de acreción, una enorme zona de polvo y gas girando alrededor de su borde interno alimentando el agujero negro.
Esto es muy parecido a cómo se forman los planetas alrededor de las estrellas. Un grupo en una nube de gas se colapsa gravitacionalmente sobre sí mismo, girando; esta es la protoestrella. A medida que gira, el material de la nube circundante forma un disco que lo alimenta, mientras que un poco más lejos de la estrella, donde el material está orbitando de manera más estable, se pueden formar planetas.
En el proceso de formación planetaria, los granos de polvo que forman el disco comienzan a adherirse debido a las fuerzas electrostáticas. Estas piezas más grandes comienzan a colisionar entre sí, acumulando gradualmente más y más granos hasta que el objeto es lo suficientemente grandecomo para que las fuerzas gravitacionales se hagan cargo. Si nada interrumpe el proceso, después de unos pocos millones de años, tienes un planeta.
Formación de blanets
En su artículo del año pasado, Wada y su equipo descubrieron que, a distancias suficientes del agujero negro, la formación de blanets puede ser aún más eficiente que alrededor de las estrellas, porque la velocidad orbital del disco de acreción es lo suficientemente rápida como para evitar que los objetos escapen de la órbita. y a la deriva hacia el agujero negro.
Pero hubo algunos problemas con sus cálculos. En primer lugar, es posible que, si la velocidad de colisión de las acumulaciones de gas es lo suficientemente alta, los agregados de polvo iniciales podrían romperse entre sí, en lugar de mantenerse unidos. En segundo lugar, los grupos podrían crecer muy rápidamente en la etapa de colisión, lo que no se ajusta a un modelo de densidad de polvo más natural.
Con estas limitaciones en mente, el equipo recalculó su modelo de formación de redes fuera de la «snowline», la distancia desde el cuerpo central en el que los compuestos volátiles pueden condensarse en hielo. Y descubrieron que, si nuestro modelo de formación planetaria es correcto, de hecho debería haber condiciones bajo las cuales se pueden formar los blanets.
Si la viscosidad del disco está por debajo de cierto umbral, eso evitará que los agregados se destruyan entre sí en caso de colisión.
Alrededor de un agujero negro supermasivo que registra 1 millón de masas solares, se podrían formar blanets en la snowline en 70-80 millones de años. Cuanto más lejos están del agujero negro, más grandes crecen. Según los nuevos cálculos del equipo, a unos 13 años luz del agujero negro, los blanets podrían oscilar entre 20 y 3.000 masas terrestres, que está justo en el límite superior para la masa planetaria tal como la conocemos.
Para un agujero negro a 10 millones de masas solares, esta masa puede volcarse fácilmente en territorio de enanas marrones: cuerpos que están entre gigantes gaseosos y estrellas, fusionando deuterio en sus núcleos, pero no lo suficientemente grandes para la fusión de hidrógeno.
Por supuesto, en realidad no podemos detectar estos objetos, lo que significa que tienen que seguir siendo puramente hipotéticos por ahora. Pero ellos se han unido a un círculo cada vez mayor de objetos cósmicos hipotéticos, que incluye moonmoons (lunas de lunas) y ploonets (las lunas de grandes exoplanetas).
Y, señalan los investigadores, los blanets abren caminos interesantes para explorar el espacio extremo alrededor de los agujeros negros supermasivos.
Los investigadores escribieron en su estudio:
“Nuestros resultados sugieren que los blanets podrían formarse alrededor de núcleos galácticos activos de relativamente baja luminosidad durante su vida útil (100 millones de años)”.
Los hallazgos científicos serán publicados en The Astrophysical Journal y puede ser leído en arXiv.org.
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Fuente: Science Alert
