Wäre ein Planet, der ein Schwarzes Loch umkreist, nachweisbar?

Normalerweise finden Missionen wie Kepler Exoplaneten, die Sterne umkreisen (das Baryzentrum von Systemen, die mit ... verwandt sind) in Entfernungen, die im Vergleich zum Sonnensystem nicht üblich sind. Dieser Befund (so wie ich es verstehe) motiviert Modelle, in denen die Migration von Planeten als Hypothese aufgrund von Drehmomenten (z. B. Lindblad und Co-Rotation) und Drehimpulsaustausch beteiligt ist.

In diesem Zusammenhang stelle ich mir die folgende hypothetische Frage: Wenn eine Exoplaneten-Erkennungsmission (oder andere verwandte Arbeiten) Planeten mit niedriger Umlaufzeit (z. B. warme Jupiter) findet, die ein stellares Schwarzes Loch umkreisen, wäre dies ein (wenn auch indirekter) „Schlüssel“-Beweis von Migrationsprozessen? (da ein Stern, der zu einem BH wird, jeden Planeten ziehen sollte, der nah genug ist, wenn er zusammenbricht)

Während neue Teleskope entwickelt werden, wie "weit" sind wir davon entfernt, Szenarien wie Planeten zu entdecken, die schwarze Löcher umkreisen? Es könnte wirklich schwierig (vielleicht unmöglich) klingen, ein Transit- oder RV-Signal zu erkennen, ohne dass ein Stern Licht in unsere Richtung aussendet, das eine Bewegung oder einen signifikanten Rückgang des relativen Flusses anzeigen könnte. Auch Massenverhältnisse könnten dies noch komplizierter machen, aber gibt es andere Möglichkeiten? (Hochenergiedoppler? Mikrolinsen? direkte Abbildung?, ein System, das auch einen Doppelstern beinhaltet?, ...)

Schwarze Löcher zu entdecken ist schwer genug. Wenn sie einem Stern nicht nahe genug sind, um Material in eine Akkretionsscheibe zu ziehen und so Röntgenstrahlen abzugeben, sind sie im Grunde schwarz und unsichtbar.
Jede Situation, die Sie beschreiben, klingt wie ein fein abgestimmtes und daher sehr unwahrscheinliches Szenario. Dies ist vielleicht hilfreich astronomy.stackexchange.com/questions/12662/…

Antworten (2)

Wenn aus der unmittelbaren Umgebung des Schwarzen Lochs kein Licht austritt, funktionieren die Methoden zur Entdeckung von Exoplaneten, die Transite beinhalten, eindeutig nicht.

Die Messung des Doppler-Effekts im Primärobjekt wird ebenfalls nicht funktionieren, aber ich nehme an, wenn der Exoplanet heiß genug wäre, um selbstleuchtend zu sein, wäre es denkbar, dass Sie seine Doppler-Verschiebung direkt messen und auf das Vorhandensein des massereicheren Schwarzen Lochs schließen könnten.

Das System wird auch Gravitationswellen aussenden, aber mit sehr geringer Leistung im Vergleich zu zwei Schwarzen Löchern, die sich mit ähnlicher Periode umkreisen, da die Leistung vom Produkt der beiden Massen abhängt, nicht nur von ihrer summierten Masse.

Auch wenn dies entmutigend klingen mag, ist die Tatsache, dass viele Schwarze Löcher in Doppelsystemen zu finden sind, in denen das Schwarze Loch Materie ansammelt. Das heiße, komprimierte Akkretionsmaterial sendet Röntgenstrahlen aus einem recht kleinen Volumen in der Nähe des Schwarzen Lochs aus. Es könnte möglich sein, in Röntgenstrahlen nach Transits zu suchen, und kürzlich wurde die Entdeckung eines ersten Kandidaten für einen Exoplaneten bekannt gegeben .

Dieser Exoplanet kreist nicht in der Nähe des Schwarzen Lochs. Der Stern, der zum Schwarzen Loch wurde, hätte wahrscheinlich eine Überriesenphase durchlaufen, die alles verschlungen hätte, was ihn innerhalb einer astronomischen Einheit umkreist. Auf der anderen Seite gibt es einige nahe Exoplaneten, die um Pulsare herum gefunden wurden und ähnliche Vorläufer haben. Diese sind höchstwahrscheinlich aus Trümmern um den Pulsar herum entstanden (nach der Supernova, die ihn erzeugt hat) oder wurden auf irgendeine Weise eingefangen.

Eine weitere Option ist die Gravitationsmikrolinse. Wenn das Schwarze Loch vor dem Hintergrundstern vorbeizieht, können wir sehen, dass der Hintergrundstern heller wird, wenn das Schwarze Loch den Hintergrundstern linsen. Wenn es auch einen Planeten im System der Schwarzen Löcher gibt, fügt der Planet dem Aufhellungsereignis einen zusätzlichen kleineren Peak hinzu.

Wie viel zusätzlichen Effekt würde der Planet ungefähr hinzufügen?
Zufällig einen der OGLE-Planeten finden arxiv.org/abs/astro-ph/0404309 . Dann ist die Vergrößerung in der gleichen Größenordnung wie beim Stern, aber der Zeitrahmen für den Planeten ist viel kleiner (scharfe Spitze) als ein längerer, allmählicherer Stoß für den Stern.