Sorte hull er ødeleggelsesmotorer i kosmisk skala, men de kan også være livets bringer. Ny forskning på supermassive sorte hull antyder at strålingen de avgir under mating av frenesier kan skape biomolekylære byggesteiner og til og med kraftfotosyntese.
Resultatet? Langt flere verdener som streiferer over Melkeveien og utover kan være egnet for livet, spekulerte forskerne.
For sin nye studie, publisert 24. mai i Astrophysical Journal, opprettet forskere datamodeller for å se på de utstrålende skivene til gass og støv som kalles aktive galaktiske kjerner, eller AGN, som virvler rundt supermassive sorte hull. Noen av de lyseste objektene i universet, AGN form som et svart hulls tyngdekraft binder materie. Når den saken slynger seg rundt et svart hull, frigjør det utrolige mengder lys og stråling.
Siden begynnelsen av 1980-tallet har forskere mistenkt at denne strålingen ville skape en død sone rundt en AGN. Noen forskere foreslo til og med at en slik AGN kunne forklare hvorfor vi ikke har sett noe komplekst utenomjordisk liv mot sentrum av Melkeveien. Galaksen vår har et uhyre svart hull i sentrum, kalt Skytten A *. Tidligere studier har funnet at innen 3200 lysår etter en Skytt A * -størrelse AGN, kunne røntgenstråler og ultrafiolett lys fjerne atmosfærene fra jordlignende planeter. (Melkeveien er nesten 100 000 lysår på tvers.)
"Folk har stort sett snakket om de skadelige effektene," sa Manasvi Lingam, hovedforfatter på studien og en astronom ved Harvard University, til Live Science. "Vi ville undersøke hvor skadelig det er ... og spørre oss selv om det var noen positive."
Forskernes modeller antyder at verdener med atmosfærer som er tykkere enn jordens eller de som er langt nok borte fra en AGN til å beholde atmosfærene, fremdeles kan være en sjanse for å være vertskap for livet. På visse avstander eksisterer det en galaktisk Goldilocks-sone som får akkurat den rette mengden ultrafiolett stråling.
På dette strålingsnivået ville ikke atmosfæren bli strippet bort, men strålingen kan bryte fra hverandre molekyler, og skape forbindelser som er nødvendige for å bygge proteiner, lipider og DNA - hjørnesteinene i livet, i det minste som vi kjenner det. For et svart hull på størrelse med Skytten A *, ville Goldilocks-regionen strekke seg omtrent 140 lysår fra det sorte hullets sentrum, hvor 1 lysår er 9,5 billioner kilometer.
Forskerne så også på effekten av strålingen på fotosyntesen, prosessen der de fleste planter bruker solens energi til å lage sukker. Og AGN avgir enorme mengder av den sentrale ingrediensen - lett. Dette vil være spesielt viktig for planter på frittflytende planeter, som ikke har noen vertsstjerne i nærheten for å gi en lyskilde. Astronomer har estimert at det kan være rundt 1 milliard slike useriøse planeter som driver i Goldilocks-sonen i en melkevei-lignende galakse, ifølge Manasvi.
Ved å beregne området som AGN kunne drive fotosyntesen over, fant forskerne at store deler av galakser, spesielt de med supermassive sorte hull, kunne ha en AGN-drevet fotosyntese. For en galakse som ligner vår egen, ville denne regionen strekke seg rundt 1100 lysår ut fra sentrum av galaksen. I små, tette galakser kalt ultracompact dverger, kunne mer enn halvparten av galaksen oppholde seg i den fotosyntetiske sonen.
Når de ser på de negative effektene av ultrafiolett og røntgenstråling i disse sonene, så fant forskerne i den nye studien videre at de negative konsekvensene av en AGN-nabo har blitt overdrevet i det siste. Bakterier på jorden har laget biofilmer for å beskytte seg mot ultrafiolette stråler, og livet i ultrafiolette tunge områder kunne ha utviklet lignende teknikker.
Røntgenstråler og gammastråler, som AGN også spyr i enorme mengder, blir også lett absorbert av jordlignende atmosfærer og vil sannsynligvis ikke ha stor innflytelse på livet, sier forskerne.
Forskerne anslått at de skadelige effektene av AGN-stråling sannsynligvis vil ende på rundt 100 lysår ut fra et skytters A * -størrelses sort hull.
"Ser vi på hva vi vet om Jorden, tyder det på at kanskje de positive effektene ser ut til å bli utvidet over en større region enn de negative effektene," sa Lingam til Live Science. "Det var absolutt overraskende."
Redaktørens merknad: Denne historien ble oppdatert for å si at Melkeveien er omtrent 100 000 lysår, ikke 53 000 lysår på tvers. Det ene lysåret er også 9,5 billioner km, ikke 150 millioner miles, som er lengden på 1 astronomisk enhet.
