Убрзо након што је Ајнштајн 1915. објавио своју Теорију опште релативности, физичари су почели да спекулишу о постојању црних рупа. Ови простори простора-времена из којих ништа (па ни светлост) не може да се измакну оно су што се природно дешава на крају животног циклуса најмасовнијих звезда. Док се у црним рупама углавном мисли да су ужасни једци, неки се физичари питају да ли би могли подржати и своје планетарне системе.
Желећи да се позабави овим питањем, др Сеан Раимонд - амерички физичар који се тренутно налази на Универзитету у Бордоу - створио је хипотетички планетарни систем где у средини лежи црна рупа. На основу низа гравитацијских израчуна, он је утврдио да ће црна рупа бити способна да држи девет појединачних Сунца у стабилној орбити око ње, која ће моћи да подржи 550 планета унутар насељене зоне.
Овај је хипотетички систем назвао „Крајњи соларни систем Црне рупе“, који се састоји од црне рупе која се не врти и која је милион пута већа од Сунца. То је отприлике једна четвртина масе Стрелца А *, супермасивне црне рупе (СМБХ) која се налази у центру Галаксије Млечног Пута (која садржи 4,31 милиона Сунчевих маса).
Као што Раимонд каже, једна од непосредних предности ове црне рупе у центру система је та што може да подржи велики број Сунца. Ради свог система, Рејмонд је изабрао 9, мислио је да указује да се много више може одржати захваљујући чистом гравитационом утицају централне црне рупе. Као што је написао на својој веб страници:
„С обзиром на то колико је црна рупа масивна, један прстен може да прими до 75 Сунца! Али то би зону за становање помакло према ван прилично далеко и не желим да се систем превише рашири. Тако да ћу у прстену користити 9 Сунца, која све помера са фактором 3. Ставимо прстен на 0,5 АУ, изван најдубље стабилне кружне орбите (на око 0,02 АУ), али добро унутар насељене зоне (од око 2,7 до 5,4 АУ). “
Још једна велика предност црне рупе у центру система је та што она смањује оно што је познато као „радијус брда“ (ака. Сферна брда или сфера Роцхе). Ово је у суштини регија око планете у којој је њена гравитација доминантна над звездом коју орбитира, и због тога може привући сателите. Према Раимонду, радијус брда планете био би 100 пута мањи око црне рупе од милион сунца него око Сунца.
То значи да би одређени простор простора могао стабилно да стане 100 пута више планета ако би заобишао црну рупу уместо Сунца. Како је објаснио:
„Планете могу бити супер блиске једна другој јер је гравитација црне рупе толико снажна! Ако су планете мали играчки аутомобили са врућим точковима, већина планетарних система је постављена на уобичајене магистрале (бочна напомена: Волим топле фелне). Сваки аутомобил остаје у својој траци, али аутомобили су много мањи од растојања. Око црне рупе, планетарни системи могу се смањити до трагова величине точкова. Аутомобили с врућим точковима - наше планете - уопште се не мењају, али могу остати стабилни иако су пуно ближе једни другима. Не дирају (то не би било стабилно), већ су само ближе. "
Ово омогућава да се многе планете поставе у насељну зону система. На основу радијуса Земљиног брда, Рејмонд процењује да би се око шест планета Земљине масе могло уклопити у стабилне орбите унутар исте зоне око нашег Сунца. Ово се заснива на чињеници да би планете Земљине масе могле бити удаљене отприлике 0,1 АУ једна од друге и одржавати стабилну орбиту.
С обзиром на то да Сунчева зона за становање Сунца отприлике одговара растојању између Венере и Марса - које су удаљене 0,3 и 0,5 АУ - то значи да има 0,8 АУ простора за рад. Међутим, око црне рупе са милион соларних маса, најближа суседна планета могла би бити само 1/1000тх (0,001) удаљеног АУ и још увек има стабилну орбиту.
Ако направите математику, то значи да би се око 550 Земаља могло уклопити у исти регион у орбити око црне рупе и њених девет Сунца. Постоји читав мали недостатак целог овог сценарија, а то је да би црна рупа морала да остане при својој тренутној маси. Ако би постао већи, проузроковао би да се радијуси брда својих 550 планета смањују све даље и даље.
Једном када би се радијус Брда спустио до тачке у којој је био исте величине као и било која од планета Земљине масе, црна рупа би их почела раздвајати. Али при 1 милион соларних маса, црна рупа је способна да подржи огроман систем планета. „Са нашом црном рупом од милион сунца, радијус брда Земље (на њеној тренутној орбити) већ би био спуштен до границе, тек нешто више од двоструког стварног радијуса Земље“, каже он.
И на крају, Раимонд разматра импликације које би имало живљење у таквом систему. За једну годину, година на било којој планети унутар насељене зоне система била би много краћа, будући да би њихови орбитални периоди били много бржи. У основи, година би трајала отприлике 1,6 дана за планете на унутрашњој ивици насељене зоне и 4,6 дана за планете на спољној ивици насељене зоне.
Поред тога, на површини било које планете у систему небо би било пуно гужније! Са толико планета у орбити заједно, они би пролазили врло близу један другом. То у суштини значи да би са површине било које појединачне Земље људи могли да виде оближњу Земљу онако јасну као што ми видимо Месец неких дана. Као што је Раимонд илустровао:
„У најближем прилазу (коњункцији) удаљеност између планета је приближно двострука удаљеност од Земље и Месеца. Све ове планете су величине Земље, око 4 пута веће од Месеца. То значи да се у споју најближи сусјед сваке планете појављује око двоструко више од пуног Месеца на небу. А постоје два најближа суседа, унутрашњи и спољашњи. Поред тога, следећи најближи суседи су двоструко удаљенији, тако да су још увек већи од пуног Месеца током везе. И још четири планете које би биле у величини најмање пола пуног Месеца. "
Такође указује да би се коњункције догађале готово једном по орбити, што би значило да сваких неколико дана неће недостајати џиновских објеката који пролазе небом. И наравно, било би и Сунца. Сетите се оне сцене из Ратова звезда где млади Луке Скивалкер посматра два сунца постављена у пустињи? Па, мало би било тако, осим кулса!
Према Раимондовим прорачунима, девет Сунца би завршило орбиту око црне рупе свака три сата. Сваких двадесет минута једно би Сунце пролазило иза црне рупе и требало би само 49 секунди да то учини. У том тренутку би се појавила гравитациона сочива, где би црна рупа усмерила Сунчеву светлост према планети и изобличила привидни облик Сунца.
Да би илустрирао како би ово изгледало, он нуди анимацију (приказану горе) коју је креирао @ГрегрокМун - планетарни модел који развија свемирску графику за Кербал и друге програме - користећи Спаце Енгине.
Иако се такав систем у природи никад не може појавити, занимљиво је знати да би такав систем био физички могућ. А ко зна? Можда довољно напредна врста, са способношћу да вуче звезде и планете из једног система и да их поставља у орбиту око црне рупе, могла би обликовати овај Ултимате Сунчев систем. Можда нешто за истраживање истраживача СЕТИ-а?
Ова хипотетичка вежба била је друга серија у дводелном серијалу од стране Раимонда, под називом „Црне рупе и планете“. У првом делу, "Соларни систем црне рупе", Рејмонд је размислио о томе какав би био када би наш систем био у орбити око бинарне црне рупе - Сунца. Као што је рекао, последице по Земљу и остале соларне планете биле би, у најмању руку, занимљиве!
Раимонд се такође недавно проширио на Ултимате Сунчев систем предлажући Милион Сунчевог система. Све их погледајте на његовој веб локацији, ПланетПланет.нет.
