Почему черные дыры повышают вероятность появления жизни во Вселенной

Я тоже задался ровно таким же вопросом, когда открыл очередную статью в октябрьском номере «Астрофизического журнала».

Оказалось, черные дыры и правда могут повысить вероятность появления жизни в галактике. Происходит это следующим образом.

Углерод – важный элемент для появления органической жизни. Образуется он в недрах звезд. Причем запас углерода в массивных звездах пропорционально выше. Вот только покидает он звезду неохотно.

По оценкам автора исследования, немецкого астрофизика из Института Макса Планка Роба Фармера, крупная звезда, вращающаяся в паре с черной дырой, выбрасывает в космос почти в шесть раз больше углерода.

Ядерные реакции внутри массивной звезды сначала превращают водород в гелий. Когда в ядре заканчивается водород, звезда расширяется. В этот момент гелий постепенно преобразуется в углерод.

Когда звезда сбрасывает оболочку, в космическое пространство и выходит углерод. Но, как оказалось, звезда с массой в 40 солц выбрасывает во время взрыва 1,1 солнечной массы углерода если у нее есть сестра-черная дыра.

Если же эта звезда одинока, то количество углерода составляет всего 0,2 солнечных массы. Она прячет углерод внутри своего ядра. Получается, что ценного для жизни углерода выбрасывается в космос почти в шесть раз больше!

Черная дыра-напарница стимулирует более сильный взрыв, помогая высвободиться углероду.

А чем больше углерода отправится в космическое пространство – тем больше вероятность появления жизни. Ведь чтобы возникла жизнь, природе нужно перебрать очень много вариантов.

Но углерод – не единственный способ, каким черная дыра стимулирует появление жизни. Массивные черные дыры в ядрах регулируют количество звезд, возможное в данной галактике.

Международная группа ученых под руководством астрофизика Игнасио Мартина-Наварро из Калифорнийского университета установила взаимосвязь между звездообразованием в галактике и массой черной дыры в ядре галактики.

Если бы черных дыр не было, то звезды были бы ярче и располагались бы плотнее, что снижало бы вероятность появления жизни. Потому что для жизни лучше подходит умеренная светимость, как у звезды класса «желтый карлик», к которому относится наше Солнце.

Черные дыры же не только поглощают «лишнее» вещество, но и разбрасывают по «рукавам» галактик газ и пыль. Разгоняясь на бешеной скорости вещество может покинуть орбиту, на которой вращается вокруг черной дыры. И уже из этого вещества образуются новые звезды.

Новые звезды должны появляться, чтобы возникала вероятность появления новой жизни. Но без регуляции этого процесса, галактика быстро потратит все вещество.

Впрочем, галактики, как и любые другие объекты в нашем мире, также стареют. И процесс появления новых звезд со временем затухает.

К примеру, на заре появления галактики Млечный путь, процесс звездообразования здесь шел на уровне 10 солнечных масс в год. Сейчас этот процесс замедлился до 3 солнечных масс в год.

В галактиках же с бурным звездообразованием – например, до 100 солнечных масс в год, весь газ быстро тратится. И такие галактики быстро потухают.