九號行星是不是一個保齡球大小的黑洞呢?

2020-12-22 天文在線

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材料中的截圖,包括一個大約4英寸黑色圓圈的圖形,他們計算其寬度有五個地球質量的黑洞大小。研究者表示,10個地球質量的黑洞就與保齡球一樣大了。

截圖:Scholtz and Unwin (arXiv)

在我們的太陽系中,一些最遙遠巖石的運轉方式表明,那裡有一些我們看不到的巨大物體。是行星嗎?可能吧,但為什麼不是一個小黑洞呢?

圖源:kepu

這是一對科學家在論文中描述的設想。當然,他們認識到那是一顆行星的可能要大於一個古老的黑洞,這與我們直接觀察到的任何黑洞都不同。但是他們只是想讓天文學家在尋找這個假設天體時有創造性的思考,通常我們稱作九號行星,大概就是這樣。

「如果只聚焦於行星的概念,你就限制了正在從事的實驗性發現,」James Unwin,該項研究的作者之一,也是芝加哥伊利諾伊大學的助理教授,他告訴Gizmodo,「一旦你開始想到更多奇異的物體,比如原始黑洞,你將會以不同方式進行思考。我們提倡不僅僅要在可見光下尋找它,也許還可以在伽瑪射線或者宇宙射線中尋找。」

圖源:baizhan

經過海王星,巖石物體的運動似乎受到了某種質量約為地球5-15倍物體的幹擾。科學家初步命名它為九號行星並且正在尋找它。但這並不是銀河系中唯一一顆行星質量引力異常。科學家們已經探測到入射星光有短的扭曲,也許是行星大小的物體扭曲了它們的引力,也許它們是流氓行星,或者是小黑洞。

圖解:海王星(Neptune),是八大行星中的遠日行星,按照行星與太陽的距離排列海王星是第八顆行星,直徑上第四大行星,質量上第三大行星。圖源:baike

「原始黑洞」是由於宇宙早期的混亂而形成的被提議的物體。和其他黑洞一樣,它們將在密度極高的區域,在那裡引力扭曲了空間,以至於光線無法逃逸。但是它們的重量比恆星小太多,因為它們不是像我們實際觀察到的黑洞那樣由恆星形成的,而是在快速膨脹的早期宇宙中剩餘的額外密度的地方形成的。(不,它們不會對暗物質有顯著的貢獻,暗物質似乎是構成宇宙質量最大部分的神秘物質。)

圖源:163

Unwin和他的合作者,達勒姆大學粒子物理現象學研究所的初級研究員Jakub Scholtz提出,也許是一個原始的黑洞呼嘯而過,與太陽系的其他成員相互作用,並被困在一個軌道上。我問Unwin和Scholtz這樣一個物體是否會從被稱為Hawking輻射的微小物理效應中蒸發;他們說不會,即使是一個是5倍地球質量的黑洞也可以持續很長的時間,遠遠超過宇宙的年齡。

圖源:toutiao

如果行星真的是一個原始黑洞,而不是一個行星質量大小的規則物質,那麼嘗試用典型的行星搜索辦法是沒用的。上述分享的論文中,有一個數字表明,一個五倍地球質量大小的黑洞可以放在你的手掌上(是的,這次遭遇會殺了你),同時一個10倍地球質量大小的黑洞就是保齡球的大小。找到它需要一個專用的望遠鏡搜索,尋找一種目前伽瑪射線望遠鏡不習慣看到的光源——它具有高能輻射且能在空中快速移動。

圖解:費米伽馬射線太空望遠鏡,2008年6月發射升空,通過高能伽馬射線觀察宇宙,是世界上最強大的望遠鏡。圖源:baike

九號行星的獵人Konstantin Batygin並不排除它可能是更具異國情調物質的想法。「九號行星是一個五倍地球質量大小的漢堡,數學計算的結果仍是正確的。當然,這個漢堡有一個可比較的反射率,」或者它反射了多少光,「這是對一個行星來說的,但找到一個像你的錢包一樣大小的黑洞是有些困難的,」他在郵件中告訴Gizmodo。同時他寫到,這種設想是一種延申,但並非完全不合情理,如果典型的深度研究發現九號行星不存在,如果跨海王星天體的奇怪運動持續存在,那麼黑洞就成為了一個有趣的潛在目標。

圖源:qq

在遙遠的太陽系中,無論它可能是什麼,都有某種東西引起了意想不到的行為。一個原始黑洞不是最明顯也不是最可能的選擇——但是,嘿,科學就是要保持一個開放的心態,讓實驗推翻假設。如果那裡真的存在一個巨大的物體,即使它只是一顆行星,也會「非常令人震驚」,Scholt這樣說。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. gizmodo- Ryan F. Mandelbaum-森林

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