Talvez a maior descoberta que veio da "Era Dourada da Relatividade Geral" (ca. 1960 a 1975) tenha sido a percepção de que um buraco negro supermassivo (SMBH) existe no centro de nossa galáxia. Com o tempo, os cientistas perceberam que buracos negros igualmente massivos eram responsáveis pelas quantidades extremas de energia que emanavam dos núcleos galácticos ativos (AGNs) de quasares distantes.
Dado seu tamanho, massa e natureza energética, os cientistas sabem há algum tempo que algumas coisas impressionantes acontecem além do horizonte de eventos de uma SMBH. Mas, de acordo com um estudo recente de uma equipe de pesquisadores japoneses, é possível que as SMBHs possam realmente formar um sistema de planetas! De fato, a equipe de pesquisa concluiu que as SMBHs podem formar sistemas planetários que envergonhariam nosso Sistema Solar!
O estudo que descreve suas descobertas, intitulado "Formação de planetas em torno de buracos negros super maciços nos núcleos ativos da Galactic", foi publicado recentemente no Astrophysical Journal. O estudo foi conduzido pelos professores Keiichi Wada e Yusuke Tsukamoto, da Universidade de Kagoshima, com a assistência do professor Eiichiro Kokub, do Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ).
Combinando conhecimentos de dois campos diferentes - núcleos galácticos ativos e formação de planetas - a equipe procurou determinar se a atração gravitacional das SMBHs poderia formar planetas da mesma forma que as estrelas. De acordo com o modelo mais amplamente aceito (a Hipótese Nebular), os planetas se formam em torno de estrelas jovens a partir de um disco achatado (protoplanetário) de material, que se acumula gradualmente ao longo do tempo.
No entanto, jovens estrelas não são os únicos objetos em nosso Universo que têm discos de material ao seu redor. De fato, os astrônomos também observaram discos pesados de material solto nos núcleos das galáxias, que eram dominados pela gravidade de um buraco negro central. A partir disso, a equipe calculou a probabilidade de planetas se formarem a partir desses discos.
Como explicou o professor Keiichi, seus resultados mostraram que "[com] as condições certas, os planetas poderiam ser formados mesmo em ambientes agressivos, como em torno de um buraco negro". Normalmente, o processo de formação do planeta começa nas regiões de baixa temperatura de um disco protoplanetário, onde grãos de poeira com mantos de gelo se unem para formar agregados maiores.
A equipe de pesquisa aplicou essa mesma teoria da formação do planeta aos discos ao redor dos buracos negros e descobriu que os planetas poderiam depois de várias centenas de milhões de anos. Segundo o estudo, o ambiente de alta gravidade que circunda um buraco negro fará com que um disco protoplanetário se torne incrivelmente denso.
Isso terá o efeito de bloquear a intensa radiação proveniente da região central de um buraco negro, causando a formação de regiões de baixa temperatura. Mais precisamente, seus cálculos mostraram que um sistema massivo de planetas poderia se formar. Como explicou o professor Eiichiro, professor do NAOJ que estuda a formação de planetas:
“Nossos cálculos mostram que dezenas de milhares de planetas com 10 vezes a massa da Terra poderiam ser formados a cerca de 10 anos-luz de um buraco negro. Em torno dos buracos negros podem existir sistemas planetários de escala surpreendente. ”
Os astrônomos observaram que algumas SMBHs são cercadas por discos que contêm mais de um bilhão de vezes mais massa do que os discos observados em torno das estrelas. Isso funciona até cem mil vezes a massa do nosso Sol. Isso levanta um ponto interessante ... se planetas podem se formar em torno de uma SMBH, as estrelas também podem se formar? Talvez, estrelas com seus próprios sistemas de planetas?
Como isso seria uma pergunta que foi abordada pelo físico Dr. Sean Raymond. No ano passado, ele conduziu uma série de simulações que incorporaram a física dos buracos negros em nosso Sistema Solar e a física de uma SMBH para criar um sistema hipotético em que 9 estrelas e até 550 planetas habitáveis orbitam um buraco negro central - chamado de " O sistema solar final do buraco negro ”(vídeo abaixo).
Atualmente, não existem técnicas que possam ser usadas para detectar planetas ao redor de um buraco negro. Os métodos mais utilizados - a fotometria de trânsito e a espectroscopia Doppler - seriam efetivamente inúteis, pois os buracos negros não emitem luz e sua força gravitacional provavelmente é grande demais para ser compensada por um sistema de planetas.
No entanto, a equipe espera que este estudo e pesquisas semelhantes possam abrir um novo campo de astronomia. E com o recente sucesso do Event Horizon Telescope (que capturou a primeira imagem de um horizonte de eventos em abril deste ano), é possível que estejamos à beira de uma era em que os astrônomos podem observar e estudar diretamente os buracos negros.
