Netrukus po to, kai 1915 m. Einšteinas paskelbė savo bendrojo reliatyvumo teoriją, fizikai pradėjo spėlioti apie juodųjų skylių egzistavimą. Šie erdvės laiko regionai, iš kurių niekas (net ne šviesa) negali ištrūkti, yra tai, kas natūraliai atsiranda didžiausių žvaigždžių gyvenimo ciklo pabaigoje. Nors manoma, kad juodosios skylės yra įvairūs valgytojai, kai kurie fizikai svarstė, ar jie taip pat galėtų palaikyti savo planetines sistemas.
Norėdamas išspręsti šį klausimą, daktaras Seanas Raymondas - šiuo metu Bourdeaux universiteto amerikiečių fizikas - sukūrė hipotetinę planetų sistemą, kurios centre yra juodoji skylė. Remdamasis gravitacinių skaičiavimų seka, jis nustatė, kad juodoji skylė sugebės išlaikyti devynias atskiras Saulę stabilioje orbitoje aplink ją, kuri galėtų palaikyti 550 planetų gyvenamojoje zonoje.
Jis pavadino šią hipotetinę sistemą „Juodosios skylės galutine saulės sistema“, kurią sudaro nesisukanti juodoji skylė, kuri yra milijoną kartų didesnė už Saulę. Tai yra maždaug ketvirtadalis Šaulio A * masės, super masyviosios juodosios skylės (SMBH), esančios Paukščių Tako galaktikos centre (kurioje yra 4,31 mln. Saulės Mišių).
Kaip nurodo Raymondas, vienas iš tiesioginių šios juodosios skylės sistemos centre pranašumų yra tai, kad ji gali palaikyti daugybę saulės. Remdamasis savo sistema, Raymondas pasirinko 9, manydamas, kad jis nurodo, kad dar daug ką galima išlaikyti dėl centrinės juodosios skylės didžiulės gravitacijos įtakos. Kaip jis rašė savo svetainėje:
„Atsižvelgiant į tai, kokia masyvi yra juodoji skylė, vienas žiedas gali išlaikyti iki 75 saulės! Bet tai judėtų gyvenamąją zoną gana toli ir aš nenoriu, kad sistema per daug išsisklaidytų. Taigi žiede panaudosiu 9 Saulės, kurios viską išstumia iš koeficiento 3. Įdėkime žiedą ties 0,5 AU, toli už vidinės stabilios apskritos orbitos ribų (maždaug 0,02 AU), bet gerai gyvenamosios zonos viduje (nuo apie 2,7–5,4 AU). “
Kitas svarbus privalumas, kad sistemos centre yra juodoji skylė, yra tai, kad ji susitraukia, vadinama „kalvos spinduliu“ (dar vadinama. Kalno sfera arba Roche sfera). Iš esmės tai yra regionas aplink planetą, kuriame jos gravitacija yra dominuojanti virš žvaigždės, kuria ji skrieja, ir todėl gali pritraukti palydovus. Anot Raymondo, planetos kalno spindulys būtų milijoną saulės juodosios skylės būtų 100 kartų mažesnis nei aplink Saulę.
Tai reiškia, kad tam tikras kosmoso regionas galėtų stabiliai tilpti 100 kartų daugiau planetų, jei jos skrieja aplink juodąją skylę, o ne Saulę. Kaip jis paaiškino:
„Planetos gali būti labai arti viena kitos, nes juodosios skylės gravitacija yra tokia stipri! Jei planetos yra mažai žaisliniai automobiliai su karštais ratais, dauguma planetų sistemų yra išdėstytos kaip įprasti greitkeliai (pastaba šone: aš myliu karštus ratus). Kiekvienas automobilis stovi savo juostoje, tačiau automobiliai yra daug mažesni nei atstumas tarp jų. Aplink juodąją skylę planetų sistemos gali būti sutraukiamos iki pat karštų ratų dydžio takelių. Automobiliai su karštais ratais - mūsų planetos - visiškai nesikeičia, tačiau jie gali išlikti stabilūs būdami daug arčiau vienas kito. Jie neliečia (tai nebūtų stabilu), jie tiesiog yra arčiau vienas kito. “
Būtent tai leidžia daugeliui planetų išdėstyti sistemos gyvenamąją zoną. Remdamasis Žemės kalno spinduliu, Raymondas apskaičiavo, kad maždaug šešios Žemės masės planetos galėtų tilpti į stabilias orbitas toje pačioje zonoje aplink mūsų Saulę. Tai pagrįsta tuo, kad Žemės masės planetos galėjo būti nutolusios maždaug 0,1 AU viena nuo kitos ir išlaikyti stabilią orbitą.
Atsižvelgiant į tai, kad Saulės gyvenamoji zona apytiksliai atitinka atstumus tarp Veneros ir Marso, kurie yra atitinkamai 0,3 ir 0,5 AU, tai reiškia, kad yra 0,8 AU darbo vietos. Tačiau aplink juodąją skylę, kurioje yra 1 milijonas Saulės Mišių, artimiausia kaimyninė planeta galėtų būti vos 1/1000tūkst (0,001) AS atstumu ir vis dar turi stabilią orbitą.
Atlikdami matematiką, tai reiškia, kad maždaug 550 žemių galėtų tilpti tame pačiame regione, aplink kurį skrieja juodoji skylė ir jos devynios Saulės. Yra visas šio scenarijaus nedidelis trūkumas, kad juodoji skylė turėtų likti dabartinėje savo masėje. Jei jis taptų didesnis, jo 550 planetų kalno spindulys sumažėtų vis toliau.
Kai kalno spindulys nukris iki tos vietos, kur ji buvo tokio pat dydžio kaip bet kuri Žemės masės planeta, juodoji skylė pradės jas plyšti. Bet esant 1 milijonui Saulės masių, juodoji skylė gali patogiai palaikyti didžiulę planetų sistemą. „Esant juodosios skylės milijonui saulės spinduliui, Žemės kalno spindulys (dabartinėje jo orbitoje) jau būtų žemyn iki ribos, tik šiek tiek daugiau nei dvigubai didesnis už tikrąjį Žemės spindulį“, - sako jis.
Galiausiai Raymondas svarsto padarinius, kuriuos galėtų patirti gyvendamas tokioje sistemoje. Vieneriems metams bet kurioje sistemos gyvenamosios zonos planetos dalyje būtų daug trumpiau, nes jų orbitos periodai būtų daug greitesni. Iš esmės metai truks maždaug 1,6 dienos planetoms, esančioms gyvenamosios zonos vidiniame krašte, ir 4,6 dienos, planetoms išoriniame gyvenamosios zonos krašte.
Be to, bet kurios sistemos planetos paviršiuje dangus bus daug apkrautas! Esant tiek daug planetų, esančių artimoje orbitoje, jos praeitų labai arti viena kitos. Tai iš esmės reiškia, kad žmonės iš bet kurio atskiro Žemės paviršiaus galės pamatyti netoliese esančias Žemes taip aiškiai, kaip kai kuriomis dienomis matome Mėnulį. Kaip iliustravo Raymondas:
„Artimiausiai artėjant link (atstumas) atstumas tarp planetų yra maždaug dvigubai didesnis nei Žemės – Mėnulio atstumas. Šios planetos yra visos Žemės dydžio, maždaug 4 kartus didesnės už Mėnulį. Tai reiškia, kad kartu artimiausias planetos kaimynas danguje atrodo dvigubai didesnis nei mėnulio mėnulis. Ir yra du artimiausi kaimynai, vidinis ir išorinis. Be to, artimiausi kaimynai yra dvigubai toliau, taigi kartu jie vis dar yra tokie pat dideli, kaip ir mėnulis. Ir dar keturios planetos, kurios sujungimo metu būtų mažiausiai pusės mėnulio dydžio. “
Jis taip pat nurodo, kad jungtys įvyks beveik kartą per orbitą, o tai reikštų, kad kas kelias dienas netrūktų milžiniškų objektų, einančių per dangų. Ir, žinoma, bus pačios Saulės. Prisimeni tą sceną „Žvaigždžių karuose“, kur jaunas Lukas Skywalkeris stebi dvi saulėlydį dykumoje? Na, tai šiek tiek to norėtųsi, išskyrus kiek šaunesnį!
Remiantis Raymondo skaičiavimais, devynios Saulės kas tris valandas įvykdytų orbitą aplink juodąją skylę. Kas dvidešimt minučių viena iš šių Saulių praeitų už juodosios skylės, tam prireikdama vos 49 sekundžių. Šiuo metu atsirastų gravitacinis lęšis, kai juodoji skylė nukreiptų Saulės šviesą į planetą ir iškraipytų akivaizdžią Saulės formą.
Norėdami parodyti, kaip tai atrodytų, jis pateikia animaciją (parodyta aukščiau), kurią sukūrė @GregroxMun - planetos modeliuotojas, kuriantis kosmoso grafiką Kerbal ir kitoms programoms, naudodamas „Space Engine“.
Nors tokia sistema gamtoje niekada negali atsirasti, įdomu žinoti, kad tokia sistema būtų fiziškai įmanoma. O kas žino? Galbūt pakankamai pažengusi rūšis, turinti galimybę traukti žvaigždes ir planetas iš vienos sistemos ir patalpinti juos į orbitą aplink juodąją skylę, galėtų sukurti šią aukščiausią saulės sistemą. Galbūt kažkas SETI tyrinėtojų laukia?
Šis hipotetinis pratimas buvo antrasis Raymondo dviejų dalių serijos, pavadintos „Juodosios skylės ir planetos“, įmoka. Pirmame rinkinyje „Juodosios skylės saulės sistema“ Raymondas svarstė, kaip būtų, jei mūsų sistema skristų aplink dvejetainę juodąją skylę - saulę. Kaip jis nurodė, švelniai tariant, padariniai Žemei ir kitoms Saulės planetoms bus įdomūs!
Neseniai Raymondas taip pat išplėtė „Ultimate Saulės sistemos“ veiklą, pasiūlydamas „Million Earth Earth“ sistemą. Patikrinkite juos visus jo svetainėje „PlanetPlanet.net“.
