Filmová supermasivní černá díra Gargantua s planetou Milner. Kredit: Paramount Pictures.

Právě začalo žhavé léto 2018. Proč si ho nezpestřit výstředními, šílenými, ale přitom vědecky fungujícími modely planetárních soustav? V tomhle případě zapomeňte na nějakou obyčejnou hvězdu a pár planet, které by nějak připomínaly Sluneční soustavu. Tohle bude jízda na úplně jiném levelu!

Astrofyzik Sean Raymond z francouzské Observatoire de Bordeaux se zabývá vznikem a evolucí planetárních systémů. Pro blog PlanetPlanet a jeho rubriku „Jak postavit ultimátní Sluneční soustavu“ nedávno zpracoval studii o tom, kolik planet by mohlo v dlouhodobě fungujícím planetárním systému obíhat supermasivní černou díru. Raymond je podle vlastních slov přesvědčen, že se můžeme hodně naučit z extrémů. A planetární systémy, které Raymond vytvořil, jsou extrémně extrémní. Je to zábavná směsice vědy a bezuzdné představivosti.

Sean Raymond, Kredit: Observatoire de Bordeaux.

Raymond si vzal supermasivní černou díru a posadil ji do centra planetárního systému namísto Slunce nebo podobné hvězdy. Počítal přitom se supermasivní černou dírou o hmotnosti 1 milion Sluncí, což je podobné váze supermasivní černé díry v centru Mléčné dráhy, která činí asi 4 miliony Sluncí. Velikost Raymondovy supermasivní černé díry by přitom odpovídala asi rozměru Slunce.

Když planety obíhají kolem běžné hvězdy, tak k sobě mohou být jen tak blízko, aby jejich vzájemná gravitační přitažlivost nepřemohla gravitaci hvězdy. Pokud by k tomu došlo, tak by oběžné dráhy těchto planety byly nestabilní a celý planetární systém by se záhy rozsypal. Raymond podotýká, že kolem našeho Slunce by v obyvatelné zóně na stabilních koncentrických oběžných drahách mohlo obíhat tak maximálně šest planet podobných Zemi.

Scénář 550 obyvatelných planet

Ale supermasivní černá díra není jenom tak nějaká hvězda. Její gravitační síla by byla brutální, milionkrát větší, než v případě Slunce. A hravě by překonala gravitační síly planet. Raymond propočítal, že kdyby se nám nějak lišácky povedlo nahradit Slunce takovou supermasivní černou dírou, tak by ji v obyvatelné zóně mohlo stabilně obíhat 550 planet podobných Zemi. Enormní gravitace takové černé díry by nejspíš protáhla tvar obíhajících planet, ale prý by je neroztrhla.

Scénář 550 obyvatelných planet. Kredit: PlanetPlanet.

Jak vytvořit obyvatelnou zónu kolem supermasivní černé díry, která v klidném stavu nijak zvlášť nezáří? Raymond navrhuje umístit kolem supermasivní černé díry prstenec 9 hvězd podobných Slunci, do zhruba poloviny dnešní vzdálenosti Země od Slunce (0,5 AU). Žít v takovém systému by bylo z našeho pohledu neuvěřitelné. Planety by obíhaly kolem supermasivní černé díry velmi rychle, jednou za pár dní. Každá z hvězd by dokončila oběh jednou za 3 hodiny.

Na obloze obyvatel takového systému by se děly věci, na které bychom v úžasu zírali. Každých 20 minut by jedno ze sluncí prošlo za černou dírou, jejíž gravitace by zafungovala jako čočka, takže by se na obloze dotyčných planet objevovala slunce v podobě ohnivých prstenců. Nemluvě o reji planet na obloze. Gravitace černé díry by měla vliv i na vnímání záře sluncí. Bližší slunce by byla rudá, vzdálenější modrá. Autor textu se přiznává, že tohle by vážně chtěl vidět na vlastní oči.

Supermasivní černá díra a milion zemí. Kredit: PlanetPlanet.

Supermasivní černá díra a milion zemí

Raymond se ovšem nespokojil s 550 planetami, z nichž každá měla vlastní oběžnou dráhu. Šel ještě mnohem dál a navrhl systém podobný předchozímu, v němž ale obíhá černou díru velké množství planet na shodných oběžných drahách. Takový model má jisté předpoklady. Prstence planet musejí být všechny zhruba stejně hmotné. V každém z nich musí být nejméně 7 planet a planety musejí být rozmístěny rovnoměrně.

Když Raymond použil supermasivní černou dírou o hmotnosti 1 milion Sluncí a prstenec 9 hvězd podobných Slunci, tak zjistil, že se mu do obyvatelné zóny takového systému vejde celkem 400 prstenců planet, z nichž každý obsahuje 2 500 planet podobných Zemi. Tyto planety by přitom oddělovala vzdálenost, která odpovídá vzdálenosti mezi Zemí a Měsícem. Dohromady to dělá jeden milion zemí, což je na jeden planetární systém opravdu dechberoucí. Takto blízké planety by také mohly spojovat vesmírné výtahy nebo něco podobného.

Raymond svůj milionový systém ještě vylepšil tím, že namísto 9 hvězd tam umístil 36 hvězd, které by obíhaly v prstenci, vzdáleném od supermasivní černé díry 6 AU. V takovém případě by každá z planet byla osvětlována ze všech stran a nikde by nebyla žádná noc. Raymond vymyslel milion světů s věčným dnem. V této variantě by rovněž planety musely být ještě blíže k supermasivní černé díře a obíhaly by ji extrémně rychle, asi 10 procenty rychlosti světla. Ctihodným čtenářům OSLA asi není nutné zdůrazňovat, že by to pro obyvatele systému milionu světů přinášelo kupu veselých relativistických efektů.

Jestli se někdy objeví technologická supercivilizace, ať už ze Země nebo odjinud, která si bude ráda hrát s planetami, hvězdami a supermasivními černými děrami, tak by si mohla podobný hvězdný systém postavit. Mohl by to být úžasný domovský svět. Anebo ultimátní vesmírná ZOO. V horkém létě to jsou fantastické představy.

Video:  Ask An Astrobiologist - Episode 10: Sean Raymond


Video: Worlds with Water: Prerequisite for Life? | Sean Raymond

Literatura
Live Science 11. 6. 2018.