Kmalu po tem, ko je Einstein leta 1915 objavil svojo Teorijo splošne relativnosti, so fiziki začeli špekulirati o obstoju črnih lukenj. Ta območja vesolja in časa, iz katerih ne more uiti nič (niti svetloba), so tisto, kar se naravno zgodi na koncu življenjskega cikla najbolj množičnih zvezd. Medtem ko na splošno velja, da so črne luknje nenavadni jedci, se nekateri fiziki sprašujejo, ali bi lahko podprli tudi svoje planetarne sisteme.
Dr. Sean Raymond, ameriški fizik na univerzi v Bourdeauxu, je ustvaril hipotetični planetarni sistem, kjer je v središču črna luknja. Na podlagi niza gravitacijskih izračunov je ugotovil, da bo črna luknja sposobna obdržati devet posameznih Soncev v stabilni orbiti okoli nje, ki bi lahko podprla 550 planetov znotraj območja bivanja.
Ta hipotetični sistem je poimenoval "Črni luknji Ultimate Solar System", ki ga sestavlja črna luknja, ki se ne vrti, in ki je 1 milijonkrat večja kot Sonce. To je približno četrtina mase Strelca A *, supermasivne črne luknje (SMBH), ki leži v središču Galaksije Mlečne poti (ki vsebuje 4,31 milijona sončnih mas).
Kot navaja Raymond, je ena od neposrednih prednosti, da ima ta črna luknja v središču sistema, ta, da lahko podpira veliko število Sončev. Raymond je zaradi svojega sistema izbral 9, za kar je mislil, da kaže, da bi se lahko zaradi veliko gravitacijskega vpliva osrednje črne luknje zdržalo še veliko več. Kot je zapisal na svoji spletni strani:
"Glede na to, kako velika je črna luknja, bi lahko en obroč do 75 soncev! Toda to bi premaknilo bivalno območje navzven precej daleč in ne želim, da se sistem preveč razširi. Torej bom v obročku uporabil 9 soncev, ki vse premaknejo s faktorjem 3. Obroč postavimo na 0,5 AU, in sicer zunaj najbolj notranje stabilne krožne orbite (pri približno 0,02 AU), vendar dobro znotraj območja bivanja (od približno 2,7 do 5,4 AU). "
Druga velika prednost, ki ima črno luknjo v središču sistema, je ta, da se skrči tisto, kar je znano kot "radij hriba" (aka. Hribovska krogla ali Roche). To je v bistvu regija okoli planeta, kjer njegova gravitacija prevladuje nad zvezdo, ki jo kroži, in zato lahko pritegne satelite. Po Raymondovem mnenju bi bil polmer hriba planeta 100-krat manjši za približno milijon črno luknjo kot okoli Sonca.
To pomeni, da bi lahko določeno območje prostora stabilno ustrezalo 100-krat več planetov, če bi namesto Sonca krožilo v črno luknjo. Kot je pojasnil:
"Planeti so lahko zelo blizu drug drugemu, ker je gravitacija črne luknje tako močna! Če so planeti majhni avtomobili z vročimi kolesi, je večina planetarnih sistemov postavljenih kot običajne avtoceste (stranska opomba: Obožujem vroča kolesa). Vsak avtomobil ostane na svojem voznem pasu, vendar so avtomobili veliko manjši od razdalje med njimi. Okoli črne luknje se lahko planetarni sistemi skrčijo do gosenic velikosti koles. Avtomobili z vročimi kolesi - naši planeti - se sploh ne spreminjajo, vendar lahko ostanejo stabilni, medtem ko so veliko bližje skupaj. Ne dotikajo se (to ne bi bilo stabilno), ampak sta le bližje skupaj. "
To omogoča, da se veliko planetov postavi v območje bivanja sistema. Glede na polmer Zemljinega hriba Raymond ocenjuje, da bi se približno šest planetov Zemljine mase lahko uvrstilo v stabilne orbite znotraj iste cone okoli našega Sonca. To temelji na dejstvu, da bi bili planeti Zemlje in mase oddaljeni približno 0,1 AU drug od drugega in vzdrževali stabilno orbito.
Glede na to, da območje bivanja Sonca ustreza približno razdalji med Venero in Marsom - oddaljene 0,3 oziroma 0,5 AU - to pomeni, da je prostora za 0,8 AU. Toda okoli črne luknje z milijonom sončnih mas bi lahko bil najbližji sosednji planet le 1/1000th (0,001) AU stran in ima še vedno stabilno orbito.
To pomeni, da se približno 550 Zemlj lahko uvrsti na isto območje, ki kroži okoli črne luknje in njenih devetih Soncev. V tem celotnem scenariju je ena majhna pomanjkljivost, in sicer je, da bi morala črna luknja ostati pri trenutni masi. Če bi postal kakšen večji, bi se radijski hribi svojih 550 planetov skrčili še naprej in naprej.
Ko se bo polmer Hila spustil do točke, ko je bil enake velikosti kot kateri koli od planetov Zemeljske mase, bi jih črna luknja začela razpadati. Toda pri 1 milijonu sončnih mas lahko črna luknja udobno podpira ogromen sistem planetov. "Z našo milijonsko sončno črno lučjo se bo polmer hriba Zemlje (na njegovi trenutni orbiti) že spustil do meje, le nekaj več kot dvakratni dejanski polmer Zemlje," pravi.
Nazadnje, Raymond meni, kakšne posledice bi imelo življenje v takem sistemu. Na primer, leto na katerem koli planetu znotraj območja bivanja v sistemu bi bilo veliko krajše, saj bi bila njihova orbitalna obdobja veliko hitrejša. V bistvu bi leto trajalo približno 1,6 dni za planete na notranjem robu bivalne cone in 4,6 dni za planete na zunanjem robu območja bivanja.
Poleg tega bi bilo na površju katerega koli planeta v sistemu nebo veliko bolj gneče! S toliko planetov v tesni orbiti skupaj bi prešli zelo blizu drug drugega. To v bistvu pomeni, da bi ljudje lahko s površine katere koli posamezne Zemlje videli bližnjo Zemljo tako jasno, kot smo videli Luno nekaj dni. Kot je ilustriral Raymond:
"Pri najbližjem približevanju (konjunkciji) je razdalja med planeti približno dvakrat daljša od Zemlje in Lune. Ti planeti so po velikosti Zemlje, približno 4-krat večji od Lune. To pomeni, da se ob povezavi najbližjega soseda vsakega planeta pojavi približno dvakrat večja velikost polne Lune na nebu. In obstajata dva najbližja soseda, notranji in zunanji. Poleg tega so naslednji najbližji sosedje dvakrat bolj oddaljeni, tako da so med konjunkcijo še vedno tako veliki kot polna Luna. In še štirje planeti, ki bi bili med konjunkcijo v velikosti vsaj polovico polne Lune. "
Navaja tudi, da bi se konjunkture zgodile skoraj enkrat na orbito, kar bi pomenilo, da vsakih nekaj dni ne bi manjkalo velikanskih predmetov, ki bi šli čez nebo. In seveda, tam bi bilo tudi Sonce. Se spomnite tistega prizora v Vojnah zvezd, kjer mladi Luke Skywalker opazuje dva sonca, postavljena v puščavi? No, malo bi bilo tako, razen bolj kul!
Po Raymondovih izračunih bi devet Sončkov vsake tri ure končalo orbito okoli črne luknje. Vsakih dvajset minut bi eden od teh Sončkov zašel za črno luknjo, za to bi potreboval le 49 sekund. Na tej točki bi prišlo do gravitacijske leče, kjer bi črna luknja osredotočila sončno svetlobo proti planetu in izkrivila navidezno obliko Sonca.
Za ponazoritev tega, kako bi to izgledalo, ponuja animacijo (prikazano zgoraj), ki jo je ustvaril @GregroxMun - planetni modelist, ki razvija vesoljsko grafiko za Kerbal in druge programe - z uporabo Space Engine.
Čeprav se tak sistem v naravi nikoli ne pojavi, je zanimivo vedeti, da bi bil tak sistem fizično mogoč. In kdo ve? Morda bi dovolj napredna vrsta, ki bi lahko vlekla zvezde in planete iz enega sistema in jih postavila v orbito okoli črne luknje, lahko postavila ta ultimativni sončni sistem. Nekaj, kar bi morda iskali raziskovalci SETI?
Ta hipotetična vaja je bila drugi del v dvodelni seriji Raymonda z naslovom "Črne luknje in planeti". V prvem obroku, "Sončni sistem črne luknje", je Raymond razmislil, kako bi bilo, če bi naš sistem krožil okoli binarne črne luknje - Sonca. Kot je navedel, bi bile posledice za Zemljo in druge sončne planete najmanj zanimive!
Raymond se je pred kratkim razširil tudi na Ultimate Sončni sistem s tem, ko je predlagal milijon zemeljskega sončnega sistema. Vse si oglejte na njegovi spletni strani, PlanetPlanet.net.
