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太阳系“老九”是个黑洞? 猜测很大胆,验证却

滥觞:科技日报

本报记者 高 博

不久前,国外两位天文学家提出大年夜胆设想:太阳系中“时隐时现”的第九大年夜行星,很可能是一个原初黑洞。

太阳系里有一黑洞,操控了迢遥的天体?有专家表示,这是个有趣的假想,但以现在的不雅测能力很难证明或证伪。

空白的王位,又有新的争夺者

十几年前,第九大年夜行星是谁,教科书里还写得清清楚楚。1930年克莱德·汤博发明冥王星,将其与天王星、海王星一视同仁,起了“PLUTO”(普鲁托)这个派头的希腊名,太阳系九大年夜行星变成一种知识性常识。

然而,科学家后来意识到,在太阳系外围空间里,冥王星彷佛“远不敷看”。1992年开始陆续发明一些迢遥的冰石布局天体,体量跟冥王星差不多。2005年更是发清楚明了阋神星,比冥王星质量还多出27%!冥王星都能算九大年夜,阋神星不排个第十,说不以前。

天文学产业机立断,2006年8月举行的第26届国际天文联会经由过程决议:冥王星划为矮行星,从太阳系九大年夜行星中革职。普鲁托凄切逊位,成了134340号小行星。

但第九大年夜行星的王位,没那么轻易取消。近5年来,一些新的发明让人预测:太阳系中或许存在一颗真正的“P9”(第九大年夜行星)。

9月24日,又有一个新人加入了王位争夺战——arXiv.org张贴了一份论文,英国杜伦大年夜学的雅各布·舒尔茨(Jakub Scholtz)与美国伊利诺斯大年夜学的杰姆斯·恩温(James Unwin)提出了一个大年夜胆的设想:太阳系中的第九大年夜行星,可能是一颗原初黑洞。

稀罕的轨道,指向暗藏的“P9”

2014年阁下,天文学家在柯伊伯带(海王星轨道之外的黄道面相近区域)发明一些天体,轨道离太阳远的时刻居然可达到几百个天文单位(一个天文单位即太阳与地球间的间隔)。一开始这被解释为海王星引力散射效应。但很快,新第九大年夜行星的猜想被提了出来。

导致冥王星降级的“祸首罪魁”,美国加州理工学院的迈克·布朗,在2016年和同事发明:柯伊伯带中6颗天体有稀罕的轨道,它们的近日点都指向一个偏向。就像6块以不合速度转圈的钟表,但指针都向着一个偏向。假如海王星是幕后操盘者,它们的指向早该弥散,不会这么集中。

而且6颗天体离太阳近来时,间隔也跨越了40个天文单位,海王星假说也不好解释。

迈克·布朗和同事谋略出,“大年夜家伙指向偶尔同等”的可能性为0.007%——照样信托有一颗“尚未现身的大年夜家伙”更为现实。

天文学家、南京大年夜学教授周礼勇吸收科技日报记者采访时说,最初很多人否决“P9”的存在。跟着近几年赓续的新发明,证明第九大年夜行星存在的统计学显明性徐徐前进。

虽未不雅测到“P9”,但有人经由过程谋略机模拟推想了它的参数:间隔太阳200至800个天文单位,质量是地球的5—10倍,绕太阳一圈得3万年……

漂泊的不必然是地球,还可能是黑洞

天文学家以前信托,在海王星外存在新行星的可能性异常小,由于这个区域的物质太稀薄,要长出一颗大年夜行星,必要光阴太漫长。然则,假如太阳系是从茫茫宇宙里“掳掠”了一颗现成的行星呢?这个可能性是值得斟酌的。

“实际上宇宙中可能有异常多漂泊的行星,就像片子里的‘漂泊地球’一样。”钻研太阳系生手星的天文学家、南京大年夜学副教授谢基伟奉告科技日报记者,一种探求系生手星的措施叫做微引力透镜法,便是经由过程捕捉影像的微弱变形——毫光被沿途某颗天体的质量扭曲了,来探求系生手星存在的线索。经由过程这种措施我们不雅测到不少“蛛丝马迹”,阐明未知的暗中里有许多无组织无纪律的“漂泊汉”。

在狐疑有“P9”的区域,光学引力透镜实验(OGLE)不雅测到了引力非常。至少6个微引力透镜事故注解了该区域引力非常,暗示存在一个自由漂浮天体,其质量范围在5—15个地球质量之间。“P9”的猜想是以被鼓舞。

这次舒尔茨和恩温的新论文预测,该天体可能不是一颗漂泊行星,而是一个漂泊黑洞。它被太阳系拉拢入群,搅乱了外围天体的轨道。

一样平常来说,天文学家不雅测到的黑洞,是恒星逝世亡坍塌后凑集而成的。而存在于理论设想中的原初黑洞,是另一回事。霍金对这个观点供献很大年夜:那是宇宙大年夜爆炸后不久孕育发生并遗留至今的“文物”。

大年夜爆炸之前的宇宙被天文学家叫做原初宇宙。原初宇宙的爆炸是不平均的,局部空间能量密度太大年夜,“没崩开”就压缩成质量无限大年夜的点以及环抱而成的黑洞。这种黑洞大年夜小不一,小的可能只有粒子大年夜,一样平常的原初黑洞跟太阳系常见的小行星质量类似。

这些黑洞随后漂流宇宙遍地。一些经由过程霍金辐射消失,像冰块一样化掉落了;一些则接受物质强盛年夜,存活至今。

舒尔茨和恩温指出,海王星外天体的非常轨道,以及一些引力事故,可以用质量为地球数倍的原初黑洞来解释;一个原初黑洞可能被太阳系捕获,成为第九行星;他们证实这种捕获的可能性是值得斟酌的。

严谨的假设,仍有不少否决的声音

“这篇论文思路照样很严谨规范的,不是瞎猜想。”谢基伟说,“但作者也说这只是一种可能性。引入黑洞的观点,可能大年夜家会感觉很故意思、很奇特。但下一步还无从动手。何况有没有第九大年夜行星照样问题。”

舒尔茨和恩温表示,假如“P9”是一个原初黑洞,或许能经由过程外围的“晕”——黑洞外层正负电子淹没消灭发出的光,来确定它的存在。但一位行星学家奉告科技日报记者,因为黑洞很小,而且不确定在什么位置,这种不雅测是很难实现的。

“我小我不太爱好原初黑洞这个设法主见。”一位从事行星钻研的专家奉告科技日报记者,“感到近乎神秘学——能解释一些征象,然则基础上永世看不到。”

“柯伊伯天体的发明者,大年夜卫·朱伊特(David Jewitt)以致压根儿就不信托‘第九行星’的存在。”这位专家表示,大年夜卫·朱伊特在吸收电视采访时,直接说不觉得“P9”存在。他觉得,黑洞假说走漏出科学家对取得“重大年夜发明”的心态是急迫的。但这个理论离可验证的阶段还远。

众说纷纭的一个紧张缘故原由,因此目昔人类的技巧水平,不雅测海王星外天体还很艰苦。只管人类已经不雅测到几千颗太阳系生手星了。

“不识庐山真面貌,只缘身在此山中。”谢基伟说,“不雅测系生手星,基础上是经由过程察看恒星光谱的凌星效应或多普勒效应,间接揣摸行星的环境。而对太阳系里手星就可以直接不雅测。行星的亮度与它和太阳间隔成反比。太远的天体,接管毫光就弱,反射毫光更弱。”

外围这样广阔,天体这样暗淡,上百天文单位之外,照样一片未知。

谢基伟说:“那些太阳系边缘的天体,很多是经由过程哈勃千里镜看到的;等韦伯千里镜事情今后,我们的不雅测水平会改良一点。”

责任编辑:向勤如(EN006)

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