太陽系的行星X?為什麼不是一個小黑洞呢?

2020-08-17 科技領航人

行星X有著悠久而傳奇的不存在歷史。大約130年來,天文學家們一直在爭論是否存在一顆行星來解釋已知行星(主要是海王星和天王星)軌道的差異。後來,差異列表被擴展,以涵蓋跨冥王星的對象。但是,包括冥王星在內的X行星候選行星都沒有質量或位置來解釋觀測結果。

原始黑洞現在被提議為最新的行星X(或行星9,自冥王星被降級)。

軌道怪異

行星X的起源始於海王星的發現。海王星不是偶然發現的:利用天王星軌道的奇數觀測來計算海王星的位置,隨後發現了海王星的位置。

天文學家隨後指出,天王星和海王星的軌道可以更好地解釋為另一顆大行星的存在。後續觀測發現許多物體:冥王星和夏隆、塞德娜和埃裡斯等。這些遙遠的天體都不足以成為行星X。但是,它們的一些軌道可能也表明需要一個新的行星。

一些跨冥王星物體的軌道非常怪異。許多是聚類和高度橢圓軌道,有一個子群,軌道都位於行星軌道的平面外。這很不尋常,因為引力的作用和形成行星的圓盤的性質通常使一切接近同一軌道平面。發現高度傾斜的軌道表明,有東西正在把物體從平面上拉回來。

一顆大而遠的行星可能可以解釋這些軌道。事實上,研究人員已經計算出一系列不同的行星質量和軌道,這些行星和軌道可能考慮到像塞德娜這樣的物體的行為。

巧合的是,所需的質量與距離對應於觀測到的引力透鏡異常——一個看不見的物體的引力影響扭曲了遙遠恆星的光的事件。也就是說,有質量在那裡,但是看不見它,這是一個新的星球嗎?

一系列不太可能發生的事件

因此,似乎有質量,但是質量是從哪裡來的呢? 這顆行星距離太陽300-1000AU(從太陽到地球的距離大約1AU,作為參考,海王星的軌道僅為30AU),那裡的巖石或氣體很少。 簡而言之,一顆行星不可能在那裡形成。 一種可能是該行星靠近太陽形成,並通過與一個或多個天然氣巨頭的相互作用而被迫跳出太陽。 但是,這個行星為了穩定在遙遠的軌道上,需要在附近有一顆恆星(或類似的東西),這似乎不太可能。剩下的選擇是我們的太陽捕獲了一個自由遊蕩的星球。

但是遊蕩星球需要被逐出自己的太陽系,這意味著它們中的大多數星球以同樣的公轉速度移動。因此,在所需的軌道上捕獲這樣一顆行星的機會很低,儘管並非不可能。

新論文認為,如果我們看的是一個低概率的事件,為什麼不是一個原始的黑洞呢?原始黑洞可能在大爆炸後不久形成。而且,與由坍塌的恆星形成的黑洞不同,它們的質量可能從微小(10μg)以上不等。這意味著應該有幾個質量範圍合適的黑洞,有多少個這樣黑洞只是個猜測。

受這個想法的吸引,研究人員開始滾動d20:他們將原始黑洞設置為任意低數,然後得出結論,捕獲黑洞的可能性與捕獲流浪行星的可能性差不多。

推測成立嗎?

如果太陽系的X行星確實是一個黑洞,我們怎麼知道?研究人員認為,暗物質的湮滅是我們要尋找的東西。

​沒有人知道原始黑洞是否存在。沒有人知道暗物質是否湮滅,如果真的發生了,也無法確定暗物質是否以可探測的方式湮滅,從而創造其他形式的暗物質。因此,除非另一個推測過程以正確的方式發生,否則無法直接檢測到早期宇宙的投機產品。在這種情況下,可以確認原始黑洞是否是我們太陽系家族的一部分。

推測的基礎是一個有趣的巧合:無法解釋的引力透鏡事件,恰好是正確的質量和距離,可以解釋一些跨海王星天體的非常奇怪的軌道。這種巧合感覺就像需要一個解釋,這是研究人員試圖做的。

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  • 太陽系第九大行星可能是一個黑洞
    「八大行星」是太陽系的內行星,按照離太陽的距離從近到遠,它們依次為水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。2006年8月24日下午,在第26屆國際天文聯會通過第5號決議,由天文學家以投票正式將冥王星劃為「矮行星 」,從「行星」之列中除名。
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