
一些天文學家認為,有一個巨大的星球,遠遠超出了海王星的軌道,繞著太陽旋轉 - 但是經過多年的搜索,科學家沒有找到這個理論上的世界,他們將其稱為“九行星”。
這促使理論家考慮一個根本假設:也許九行星不是一個星球,而是一個小的行星黑洞可以從從其邊緣發出的理論輻射(所謂的鷹輻射)中檢測到。
幾個世紀以來,天文學家一直使用行星軌道上的變化來預測新行星的存在。當行星的軌道不完全與我們所知道的所有知識的預測相吻合時太陽系,我們需要更新我們的物理學(例如,獲得更好的理論重力)或在混合物中添加更多行星。例如,科學家無法準確描述汞的軌道最終導致了愛因斯坦的相對論。而且,在太陽系,天王星軌道上的奇怪行為導致了海王星的發現。
2016年,天文學家研究了太陽系中極為遙遠的物體的集合。這些微小的冰冷物體稱為跨北河對象(TNOS),從太陽系的形成中留下了,它們位於海王星(Neptune)之外的寂寞,深色軌道(因此名稱)。
這些TNO中的一些具有奇怪的聚集軌道,它們相互對齊。純粹隨機機會發生的聚類的可能性小於1%,這導致一些天文學家懷疑那裡可能有一個巨大的行星 - 比海王星大的海王星大於陽光的軌道大於海王星的軌道超過10倍。他們將這個假設的世界星球稱為九個。這個物體的重力可以將這些TNO吸引到簇狀的軌道中。
但是,《九行星》的證據不是結論性的。 TNO的觀察結果可能是有偏見的,因此天文學家可能沒有監控一個公平的樣本,這意味著奇數聚類可能是我們觀察策略的偽像,而不是實際效果。例如,研究人員在2月份報告說,第九行星(尤其是TNO的聚集)的證據可能是天文學家指向其望遠鏡的結果,即現場科學報導。換句話說,這些TNO僅是因為我們的“有偏見”的觀察結果似乎是聚集的。
另外,有一個明顯的現實,經過將近五年的搜索,沒有人找到九行星。
一個黑暗的動機
如果確實有九個星球在那裡,那麼它可能存在於其軌道的一部分,它遠離太陽,以至於我們無法使用當前的技術觀察到它。但是,即使是我們最深切,最敏感的掃描也一無所獲。
因此,現在,天文學家提出了一個替代假設:也許九行星根本不是一個星球,而是一個小的黑洞。
對於天文學家來說,小的黑色孔(和“小”意味著行星大小)非常有趣。我們在宇宙中知道的所有黑洞都來自大型恆星的死亡。而且,由於只有最大的恆星(不小於10個太陽能物質)足夠大以形成一個黑洞,因此它們只能留下最小質量的黑洞,約為太陽的5倍。
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但是,在早期宇宙的極端條件下,黑洞比那洞小。這些原始的黑洞可能會淹沒宇宙。但是,宇宙學觀察結果排除了大多數原始黑洞形成模型,但有一些狹窄的例外 - 如行星大小的黑洞。
因此,如果科學家能夠確認一個小黑洞正在繞太陽繞,它可能會為現代宇宙學最偉大的奧秘之一提供有趣的看法。
危險的旅程
在1970年代,著名的物理學家史蒂芬·霍克(Stephen Hawking)理論上,黑洞並不是100%黑色的黑洞。由於重力與事件範圍內的量子力之間存在復雜的相互作用,或者是黑洞的邊界,他提出,黑洞確實可以微弱地排放輻射,在此過程中緩慢縮小。
當我說“虛弱”時,我真的是說:一個黑洞,太陽的質量會發出一個光子 - 是的,一個電磁粒子每年 - 一個光子。這是無可救藥的。
但是附近的小黑洞(例如,九個星球)可能更容易進入。先前的研究已經表明,它的鷹輻射太弱,無法從地球上看到,但是一月份發表在1月份的新研究預印度數據庫ARXIV,調查了Flyby任務是否會更有可能從這樣的黑洞中發現霍金的輻射。
las,即使使用一支輕巧的快速航天器來搜尋外部系統,我們也不太可能通過其鷹輻射發現九個星球。輻射太弱了,由於我們不知道黑洞的位置,因此我們不能保證我們能在偶然的飛行中靠近足夠的距離。
但並非所有希望都丟失了。如果科學家最終使用其他觀測值最終將假設行星的位置固定在九個地位,而事實證明是一個黑洞,那麼目標任務就可以靠近其事件地平線,並可能繞它繞。
在那裡,我們將直接觀察到宇宙中最極端的引力環境之一。難怪天文學家對我們的太陽能後院有一個黑洞的前景感到興奮。那裡的任務將非常昂貴且耗時。但是,我們以新視野的形式有這些長距離任務的經驗NASA目前正在Kuiper帶航行的探測器。在我們的技術範圍內設計和駕駛長期版本的新視野來參觀附近的黑洞。
這是完全值得的。
黑洞也許是宇宙中最神秘的物體,我們也不完全理解它們。特別是,鷹輻射本身會教會我們在小尺度上的重力和量子力學之間的關係。如果第9星是一個黑洞(確實是一個很大的“如果”,那麼幾年之內,我們就可以啟動一項詳細觀察它的使命,並希望回答一些物理學中的一些漫長的問題。
我們將有一個窗口進入全新的物理學,它將坐在那裡,等待我們瀏覽它。
保羅·薩特(Paul M. Sutter)是一個天體物理學家紐約州Stony Brook和Flatiron Institute的主持人問一個太空人和太空收音機,以及你在宇宙中的位置。
最初發表在現場科學上。