¿Sería detectable un planeta que orbite un agujero negro?

Por lo general, misiones como Kepler están encontrando exoplanetas orbitando (el baricentro de los sistemas relacionados con...) estrellas a distancias que no son comunes si se comparan con el Sistema Solar. Este hallazgo (según tengo entendido) motiva modelos en los que la migración de planetas está involucrada como hipótesis, debido a pares (por ejemplo, Lindblad y Co-rotación) e intercambio de momento angular.

En este contexto, me hago la siguiente pregunta hipotética : si alguna misión de detección de exoplanetas (u otros trabajos relacionados) encuentra planetas de período orbital bajo (por ejemplo, Júpiter cálido) orbitando un agujero negro estelar, ¿sería esta evidencia (aunque indirecta) "clave"? de los procesos migratorios? (como una estrella que se convierte en BH debería arrastrar cualquier planeta que esté lo suficientemente cerca, cuando colapsa)

A medida que se desarrollan nuevos telescopios, ¿qué tan "lejos" estamos de detectar escenarios como planetas que orbitan agujeros negros? Puede sonar muy difícil (tal vez imposible) detectar una señal de tránsito o RV sin que una estrella emita luz hacia nosotros que pueda revelar movimiento o una caída significativa en el flujo relativo. Además, las proporciones de masa pueden complicar esto aún más, pero ¿existen otras posibilidades? (¿Doppler de alta energía? ¿Microlente? ¿Imágenes directas? ¿Un sistema que involucra también una estrella binaria?, ...)

Detectar agujeros negros es bastante difícil. Si no están lo suficientemente cerca de una estrella para arrastrar material a un disco de acreción y así emitir rayos X, son básicamente negros e invisibles.
Cualquier situación que describa suena como un escenario finamente ajustado y, por lo tanto, muy poco probable. Esto quizás sea útil astronomy.stackexchange.com/questions/12662/…

Respuestas (2)

Claramente, si no hay luz que emerja de las inmediaciones del agujero negro, entonces los métodos de descubrimiento de exoplanetas que involucran tránsitos no funcionarán.

La medición del efecto Doppler en el objeto primario tampoco funcionará, pero supongo que si el exoplaneta estuviera lo suficientemente caliente como para ser autoluminoso, entonces es concebible que pudiera medir directamente su desplazamiento Doppler e inferir la presencia del agujero negro más masivo.

El sistema también estará emitiendo ondas gravitacionales, pero con una potencia muy baja en comparación con dos agujeros negros orbitando entre sí con un período similar, porque la potencia depende del producto de las dos masas, no solo de la suma de sus masas.

Si bien esto puede sonar desalentador, el hecho es que muchos agujeros negros se encuentran en sistemas binarios donde el agujero negro acumula materia. El material acumulado caliente y comprimido emite rayos X desde un volumen bastante pequeño cerca del agujero negro. Es posible buscar tránsitos en rayos X y recientemente se anunció el descubrimiento de un primer candidato a exoplaneta .

Este exoplaneta no está orbitando cerca del agujero negro. La estrella que se convirtió en el agujero negro probablemente habría pasado por una fase supergigante que habría engullido cualquier cosa que la orbitara dentro de una unidad astronómica. Por otro lado, hay algunos exoplanetas cercanos que se encuentran alrededor de púlsares que tienen progenitores similares. Lo más probable es que se hayan formado a partir de escombros alrededor del púlsar (después de la supernova que lo produjo) o fueron capturados de alguna manera.

Una opción más es la microlente gravitacional. Si el agujero negro pasa por delante de la estrella de fondo, podemos ver que la estrella de fondo se vuelve más brillante a medida que el agujero negro actúa como lente de la estrella de fondo. Si también hay un planeta en el sistema de agujeros negros, entonces el planeta agrega un pico adicional más pequeño al evento de brillo.

¿Cuánto de un efecto adicional agregaría el planeta aproximadamente?
Encontrar al azar uno de los planetas OGLE arxiv.org/abs/astro-ph/0404309 . Luego, el orden de ampliación es el mismo que el de la estrella, pero el marco de tiempo para el planeta es mucho más pequeño (pico agudo) en lugar de una protuberancia más larga y gradual para la estrella.