Излучение черных дыр может способствовать возникновению жизни, утверждают ученые
Жизнь вблизи черных дыр кажется невозможной — эти космические «монстры» поглощают материю и излучают огромное количество энергии, способной уничтожить всё на своем пути. Однако новое исследование ученых из Дартмутского колледжа и Университета Экстера показало, что излучение активных ядер галактик (AGN), связанных с черными дырами, может не только разрушать, но и создавать условия для жизни.
Неожиданный защитный эффект
Раньше считалось, что мощное излучение черных дыр губительно для любых форм жизни. Однако компьютерное моделирование продемонстрировало, что в определенных условиях ультрафиолетовое излучение AGN способно усиливать защитные свойства атмосферы планет, подобных Земле.
"Люди представляют черные дыры как „чудовищ“, которые растут, поглощая материю и испуская смертоносное излучение. Во многих случаях это действительно так, и множество исследований подтверждают их разрушительное влияние", — объясняет Райан Хикокс, соавтор исследования и профессор физики и астрономии в Дартмуте. "Но наша работа показывает, что в сложных условиях, например, в атмосферах планет, излучение черной дыры может, наоборот, способствовать жизни, изменяя химический состав и усиливая защитный слой озона".
Как работает этот механизм?
Исследователи использовали компьютерную модель PALEO, чтобы смоделировать влияние AGN-излучения на атмосферу экзопланет. Оказалось, что на планетах с высоким содержанием кислорода ультрафиолетовое излучение вызывает химические реакции, которые увеличивают концентрацию озона. Это, в свою очередь, защищает поверхность от вредного космического излучения.
"Если жизнь уже насытила атмосферу кислородом, озон помогает регулировать климат, создавая условия для дальнейшего развития", — говорит Джейк Игер-Нэш, соавтор исследования и постдокторант Университета Виктории. "Без такого защитного механизма жизнь может быстро погибнуть".
Что, если бы Земля оказалась ближе к черной дыре?
Наша планета находится слишком далеко от Стрельца А* — сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, — чтобы ощутить влияние ее излучения. Однако ученые смоделировали ситуацию, в которой Земля подвергалась бы гораздо более интенсивному AGN-излучению.
Оказалось, что в бескислородной атмосфере (как в архейскую эру) жизнь не смогла бы развиться. Но если бы в атмосфере уже был кислород, озонный слой сформировался бы всего за несколько дней, защищая поверхность от радиации.
"Мы были удивлены тем, насколько быстро реагирует озон", — отмечает Игер-Нэш. "При современных уровнях кислорода это дало бы жизни шанс выжить".
Где во Вселенной возможна жизнь?
Это открытие меняет представления о потенциально обитаемых экзопланетах. Ранее считалось, что планеты, расположенные слишком близко к сверхмассивным черным дырам, не могут поддерживать жизнь. Однако новое исследование показывает, что в некоторых случаях жизнь может процветать даже в таких экстремальных условиях.
"Мы уже нашли множество потенциально обитаемых планет, но предполагалось, что вблизи черных дыр жизнь невозможна", — говорит Хикокс. "Наша говорит о том, что жизнь может быть еще более распространена во Вселенной, чем мы думали".