Черная дыра вместо солнца: благоприятные для жизни зоны вокруг черных дыр возможны

Из-за их света и энергии звезды, подобные нашему Солнцу, принято считать источником жизни. Если планета обращается вокруг звезды в пределах правильного диапазона расстояний до звезды, то есть в так называемой потенциально обитаемой зоне, то там может существовать вода в жидком виде, которая и составляет основу для известной нам формы жизни, к которой принадлежим мы сами. Но все больше астрофизиков склоняются сейчас и к возможности того, что планеты могут также вращаться не только вокруг звезд, а и вокруг черных дыр.

Результаты нового исследования показали, что «благоприятные для жизни зоны» могут существовать и вокруг черных дыр, внутри которых планеты вращаются вокруг этих дыр по стабильным орбитам и получают достаточно энергии от своего «черного солнца», чтобы там могла существовать жизнь, даже если ее формы чем-то отличаются от земных форм жизни.

Символической изображение: Планета вращается вокруг сверхмассивной чёрной дыры - кадр из фильма «Интерстеллар». © Paramount/Warner Brothers/The Kobal Collection

В исследовании, предварительно опубликованном на предпечатном ресурсе Arxiv.org, Павел Пакала, Ян Дочекал и Сузана Туронова из Исследовательского центра теоретической физики и астрофизики (RCTPA) при Силезском университете (Чехия) объясняют, как они проанализировали термодинамику гипотетических экзопланет на очень низких так называемых орбитах Кеплера в непосредственной близости от быстро вращающихся черных дыр.

Если предположить, что они действительно существуют, то такие экзопланеты черных дыр нагревались бы сильно смещенным в голубом спектре и сфокусированным потоком поступающего космического микроволнового фона (CMB) и охлаждались бы холодной частью локального неба, к которой, наряду с прочим, включает в себя и тень от черной дыры.

Таким образом, «там должна существовать разность температур, которая, подобно взаимодействию между днем ​​и ночью на Земле, может включать на каких-то из предполагаемых гипотетических планет чёрных дыр процессы, на основе которых могут существовать и процветать формы жизни, пусть даже не известные нам», - утверждает трио исследователей.

Согласно расчетам ученых, если орбиты Кеплера вокруг очень быстро вращающейся сверхмассивной черной дыры достаточно низки, вокруг нее существует «обитаемая зона», которая соответствует привычным нам обитаемым зонам вокруг нормальных звезд.

Минимальная масса черной дыры, которая вписывалась бы в параметры рассчитанных базовых требований и могла бы дать возможность экзопланетам земного типа в «благоприятной для жизни зоне» их черной дыры создать соответствующие условия, а также при этом могла бы противостоять могучим приливным силам, была определена методом расчетов в 1,63 х 108 м³ солнечных масс.

«Таким образом, термодинамика экзопланет вокруг таких черных дыр не исключает в принципе существования жизни даже на основе известной нам биологии», - заключает Пакала. Но при этом и сами авторы считают вероятность того, что хрупкие условия существования такой планеты, расположенной вокруг подходящей под предварительные условия черной дыры, довольно низкой. Но, говорят они, вероятность их полностью исключать все же не стоит.

Лунные дома из камня и… мочи

Не только туалетная бумага может быть важным и ценным продуктом. Иногда даже субстанция, для одной из которых эта туалетная бумага предназначена, может раскрыть свой совершенно немыслимый потенциал. Самое новое и невероятное применение: лунный бетон из мочи астронавтов.

Ученые рассматривают разные варианты материалов для строительства баз на Луне и других планетах. © ESA, Foster and Partners

Строительство лунной базы - это настоящий логистический кошмар: транспортировка десятков тысяч тонн бетона на Луну громоздка и чрезвычайно дорога - каждый килограмм материала обойдется чуть менее чем в 20 000 евро.

А это значит, что значительно выгоднее изготавливать строительное вещество прямо на месте стройки. Камней на Луне имеется предостаточно. Из них могут быть получены геополимеры неорганических материалов, которые характеризуются особой стабильностью и долговечностью и, таким образом, представляют собой идеальный базовый материал. К сожалению, на Луне имеется явный дефицит воды, и поэтому ситуация выглядит не такой уж и перспективной - отсутствует пластификатор. И вот теперь команда ученых из ESA под руководством Шимы Пилехвар, похоже, нашла для этих целей подходящее, обильное и постоянно возобновляемое сырье. В специальном журнале Journal of Cleaner Production они опубликовали результаты своих экспериментов с мочевиной (лат. Urea), важным компонентом человеческой мочи.

Мочевина способна расщеплять молекулы водорода и снижать вязкость жидкостей - короче говоря: она позволить им даже при низком потреблении воды течь менее вязко. Исследователи в лабораторных условиях проверили, насколько хорошо это работает применительно к строительным материалам. В отсутствие настоящих лунных камней они использовали искусственный полимер, разработанный Европейским космическим агентством ESA, часть которого они смешали с мочевиной, а часть с другими пластификаторами. Из этой смеси с использованием 3D-печати были изготовлены небольшие цилиндры, и различные слои были наложены друг на друга (см. фото). Такой способ был выбран потому, что будущая лунная среда обитания людей также должна быть создана с помощью такой трехмерной печати, чтобы минимизировать участие человека в строительных работах и, таким образом, снизить опасность для космонавтов.

Образцы лунного бетона. Используя 3-D принтер, исследователи напечатали и сравнили несколько слоев лунного бетона. Оба образца содержат три процента пластификатора: мочевину (слева) и наиболее распространенный пластификатор нафталин (справа). © Shima Pilehvar et al. / Journal of Cleaner Production

По сравнению с обычными пластификаторами, такими как нафталин и поликарбоксилат, мочевинный бетон хорошо показал себя во всех нагрузочных испытаниях. Оказалось, что маленькие цилиндры смогли не только выдержать килограмм веса без деформации; прохождение нескольких циклов замораживания и оттаивания сделало их еще прочнее. Пилевар и ее команда собираются на следующем этапе исследовать более экстремальные колебания температуры, а также продолжить исследования в новом направлении: Насколько хорошо мочевинный бетон справится со своими задачами в вакууме? Сможет ли он защитить обитателей базы от метеоритных дождей и космического излучения? Также остается пока открытым вопрос о том, как будет мочевина извлекаться из мочи, и необходимо ли это вообще, потому что, возможно, и другие компоненты мочи, особенно вода, также могут способствовать стабильности новой лунной базы. Так что вполне вероятно, что будущие астронавты будут мочиться с пониманием того, что это поможет расширить их жизненное пространство на Луне.

ESA и "Роскосмос" перенесли запуск миссии "ExoMars" на два года

Загружается...

Картина дня

))}
Loading...
наверх