Schwarze Löcher sind Motoren der Zerstörung im kosmischen Maßstab, aber sie können auch die Bringer des Lebens sein. Neue Forschungen zu supermassiven Schwarzen Löchern legen nahe, dass die Strahlung, die sie während des Fressens abgeben, biomolekulare Bausteine erzeugen und sogar die Photosynthese fördern kann.
Das Ergebnis? Weit mehr Welten, die die Milchstraße und darüber hinaus durchstreifen, könnten für das Leben geeignet sein, spekulierten die Forscher.
Für ihre neue Studie, die am 24. Mai im Astrophysical Journal veröffentlicht wurde, erstellten Wissenschaftler Computermodelle, um die strahlenden Gas- und Staubscheiben zu untersuchen, die als aktive galaktische Kerne (AGN) bezeichnet werden und um supermassereiche Schwarze Löcher wirbeln. Einige der hellsten Objekte im Universum, AGN, bilden sich, wenn die Schwerkraft eines Schwarzen Lochs Materie bindet. Während diese Materie um ein Schwarzes Loch wirbelt, setzt sie unglaubliche Mengen an Licht und Strahlung frei.
Seit den frühen 1980er Jahren haben Wissenschaftler vermutet, dass diese Strahlung eine tote Zone um ein AGN erzeugen würde. Einige Forscher schlugen sogar vor, dass eine solche AGN erklären könnte, warum wir kein komplexes außerirdisches Leben in Richtung des Zentrums der Milchstraße gesehen haben. Unsere Galaxie hat ein monströses Schwarzes Loch in ihrem Zentrum, genannt Schütze A *. Frühere Studien haben gezeigt, dass innerhalb von 3.200 Lichtjahren nach einem AGN mit Schütze A * Größe Röntgenstrahlen und ultraviolettes Licht die Atmosphäre von erdähnlichen Planeten entfernen können. (Die Milchstraße hat einen Durchmesser von fast 100.000 Lichtjahren.)
"Die Leute haben hauptsächlich über die schädlichen Auswirkungen gesprochen", sagte Manasvi Lingam, Hauptautor der Studie und Astronom an der Harvard University, gegenüber Live Science. "Wir wollten noch einmal untersuchen, wie schädlich es ist ... und uns fragen, ob es irgendwelche positiven Aspekte gibt."
Die Modelle der Forscher deuten darauf hin, dass Welten mit Atmosphären, die dicker als die Erde sind oder weit genug von einem AGN entfernt sind, um ihre Atmosphären zu erhalten, möglicherweise noch die Chance haben, Leben zu beherbergen. In bestimmten Entfernungen gibt es eine galaktische Goldlöckchen-Zone, die genau die richtige Menge an ultravioletter Strahlung erhält.
Bei diesem Strahlungsniveau würde die Atmosphäre nicht abgestreift, aber die Strahlung könnte Moleküle zerlegen und Verbindungen bilden, die für den Aufbau von Proteinen, Lipiden und DNA notwendig sind - die Eckpfeiler des Lebens, zumindest wie wir es kennen. Für ein Schwarzes Loch von der Größe von Schütze A * würde sich die Goldlöckchenregion ungefähr 140 Lichtjahre vom Zentrum des Schwarzen Lochs aus erstrecken, wo 1 Lichtjahr 9,5 Billionen Kilometer beträgt.
Die Wissenschaftler untersuchten auch die Auswirkungen der Strahlung auf die Photosynthese, bei der die meisten Pflanzen die Sonnenenergie nutzen, um Zucker zu erzeugen. Und AGN emittiert enorme Mengen dieser Schlüsselzutat - Licht. Dies wäre besonders wichtig für Pflanzen auf frei schwebenden Planeten, die keinen nahe gelegenen Wirtsstern als Lichtquelle haben. Laut Manasvi könnten Astronomen geschätzt haben, dass in der Goldlöckchen-Zone einer milchstraßenähnlichen Galaxie etwa 1 Milliarde solcher Schurkenplaneten treiben könnten.
Bei der Berechnung der Fläche, über die AGN die Photosynthese antreiben könnte, stellten die Wissenschaftler fest, dass große Teile von Galaxien, insbesondere solche mit supermassiven Schwarzen Löchern, eine AGN-gesteuerte Photosynthese aufweisen könnten. Für eine Galaxie ähnlich unserer würde sich diese Region etwa 1.100 Lichtjahre vom Zentrum der Galaxie entfernt erstrecken. In kleinen, dichten Galaxien, die als ultrakompakte Zwerge bezeichnet werden, könnte sich mehr als die Hälfte der Galaxie in dieser Photosynthesezone befinden.
Bei einem erneuten Blick auf die negativen Auswirkungen der ultravioletten und Röntgenstrahlung in diesen Zonen stellten die Wissenschaftler der neuen Studie fest, dass die nachteiligen Folgen eines AGN-Nachbarn in der Vergangenheit übertrieben waren. Bakterien auf der Erde haben Biofilme geschaffen, um sich vor ultravioletten Strahlen zu schützen, und das Leben in ultraviolettreichen Gebieten hätte ähnliche Techniken entwickeln können.
Röntgen- und Gammastrahlen, die AGNs ebenfalls in enormen Mengen ausspucken, werden ebenfalls leicht von erdähnlichen Atmosphären absorbiert und hätten wahrscheinlich keinen großen Einfluss auf das Leben, sagten die Forscher.
Die Wissenschaftler schätzten, dass die schädlichen Auswirkungen der AGN-Strahlung wahrscheinlich bei etwa 100 Lichtjahren außerhalb eines Schwarzen Lochs der Größe A * von Sagittarius enden würden.
"Wenn wir uns ansehen, was wir über die Erde wissen, deutet dies darauf hin, dass sich die positiven Effekte möglicherweise auf eine größere Region erstrecken als die negativen", sagte Lingam gegenüber Live Science. "Das war definitiv überraschend."
Anmerkung des Herausgebers: Diese Geschichte wurde aktualisiert, um zu sagen, dass die Milchstraße etwa 100.000 Lichtjahre und nicht 53.000 Lichtjahre breit ist. Außerdem beträgt dieses eine Lichtjahr etwa 9,5 Billionen km (5,9 Billionen Meilen), nicht 150 km (93 Millionen Meilen), was der Länge einer astronomischen Einheit entspricht.
