Quizás el mayor descubrimiento de la "Edad de Oro de la Relatividad General" (ca. 1960 a 1975) fue la constatación de que existe un agujero negro supermasivo (SMBH) en el centro de nuestra galaxia. Con el tiempo, los científicos se dieron cuenta de que agujeros negros igualmente masivos eran responsables de las cantidades extremas de energía que emanaban de los núcleos galácticos activos (AGN) de los quásares distantes.
Dado su gran tamaño, masa y naturaleza energética, los científicos han sabido por algún tiempo que algunas cosas asombrosas suceden más allá del horizonte de eventos de un SMBH. Pero según un estudio reciente realizado por un equipo de investigadores japoneses, ¡es posible que las SMBH realmente puedan formar un sistema de planetas! De hecho, el equipo de investigación concluyó que las SMBH pueden formar sistemas planetarios que avergonzarían a nuestro Sistema Solar.
El estudio que describe sus hallazgos, titulado "Formación de planetas alrededor de agujeros negros súper masivos en los núcleos de ActiveGalactic", se publicó recientemente en el Revista Astrofísica. El estudio fue realizado por los profesores Keiichi Wada y Yusuke Tsukamoto de la Universidad de Kagoshima, con la ayuda del profesor Eiichiro Kokub del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ).
Combinando experiencia de dos campos diferentes: núcleos galácticos activos y formación de planetas, el equipo buscó determinar si la atracción gravitacional de los SMBH podría formar planetas de la misma manera que las estrellas. De acuerdo con el modelo más ampliamente aceptado (la Hipótesis Nebular), los planetas se forman alrededor de estrellas jóvenes a partir de un disco de material aplanado (protoplanetario), que se acumula gradualmente con el tiempo.
Sin embargo, las estrellas jóvenes no son los únicos objetos en nuestro Universo que tienen discos de material a su alrededor. De hecho, los astrónomos también han observado discos pesados de material suelto en los núcleos de galaxias, que estaban dominados por la gravedad de un agujero negro central. A partir de esto, el equipo calculó la probabilidad de que se formen planetas a partir de estos discos.
Como explicó el profesor Keiichi, sus resultados mostraron que "[con] las condiciones adecuadas, los planetas podrían formarse incluso en entornos hostiles, como alrededor de un agujero negro". Normalmente, el proceso de formación de planetas comienza en las regiones de baja temperatura de un disco protoplanetario, donde los granos de polvo con mantos de hielo se unen para formar agregados más grandes.
El equipo de investigación aplicó esta misma teoría de la formación de planetas a los discos alrededor de los agujeros negros y descubrió que los planetas podrían después de varios cientos de millones de años. Según su estudio, el entorno de alta gravedad que rodea un agujero negro hará que un disco protoplanetario se vuelva increíblemente denso.
Esto tendrá el efecto de bloquear la radiación intensa que proviene de la región central de un agujero negro, causando la formación de regiones de baja temperatura. Más concretamente, sus cálculos mostraron que podría formarse un sistema masivo de planetas. Como explicó el profesor Eiichiro, profesor de la NAOJ que estudia la formación de planetas:
“Nuestros cálculos muestran que decenas de miles de planetas con 10 veces la masa de la Tierra podrían formarse alrededor de 10 años luz a partir de un agujero negro. Alrededor de los agujeros negros puede haber sistemas planetarios de escala asombrosa ".
Los astrónomos han observado que algunos SMBH están rodeados de discos que contienen más de mil millones de veces más masa que los discos observados alrededor de las estrellas. Eso equivale hasta cien mil veces la masa de nuestro Sol. Esto plantea un punto interesante ... si los planetas pueden formarse alrededor de un SMBH, ¿podrían formarse también las estrellas? ¿Quizás, estrellas con sus propios sistemas de planetas?
Cómo se vería esto es una pregunta que fue abordada por el físico Dr. Sean Raymond. El año pasado, realizó una serie de simulaciones que incorporaron la física de los agujeros negros en nuestro Sistema Solar y la física de un SMBH para crear un sistema hipotético donde 9 estrellas y hasta 550 planetas habitables orbitaban un agujero negro central, llamado " The Black Hole Ultimate Solar System ”(video a continuación).
Actualmente, no hay técnicas que puedan usarse para detectar planetas alrededor de un agujero negro. Los métodos más utilizados, la fotometría de tránsito y la espectroscopía Doppler, serían efectivamente inútiles ya que los agujeros negros no emiten luz y es probable que su fuerza gravitacional sea demasiado grande para ser compensada por un sistema de planetas.
Sin embargo, el equipo espera que este estudio y una investigación similar puedan abrir un nuevo campo de la astronomía. Y con el reciente éxito del Event Horizon Telescope (que capturó la primera imagen de un horizonte de eventos en abril de este año), es posible que estemos al borde de una era en la que los astrónomos puedan observar y estudiar los agujeros negros directamente.
