
一些天文学家认为,有一个巨大的星球,远远超出了海王星的轨道,绕着太阳旋转 - 但是经过多年的搜索,科学家没有找到这个理论上的世界,他们将其称为“九行星”。
这促使理论家考虑一个根本假设:也许九行星不是一个星球,而是一个小的行星黑洞可以从从其边缘发出的理论辐射(所谓的鹰辐射)中检测到。
几个世纪以来,天文学家一直使用行星轨道上的变化来预测新行星的存在。当行星的轨道不完全与我们所知道的所有知识的预测相吻合时太阳系,我们需要更新我们的物理学(例如,获得更好的理论重力)或在混合物中添加更多行星。例如,科学家无法准确描述汞的轨道最终导致了爱因斯坦的相对论。而且,在太阳系,天王星轨道上的奇怪行为导致了海王星的发现。
2016年,天文学家研究了太阳系中极为遥远的物体的集合。这些微小的冰冷物体称为跨北河对象(TNOS),从太阳系的形成中留下了,它们位于海王星(Neptune)之外的寂寞,深色轨道(因此名称)。
这些TNO中有一些具有奇怪的聚集轨道,它们相互对齐。纯粹随机机会发生的聚类的可能性小于1%,这导致一些天文学家怀疑那里可能有一个巨大的行星 - 比海王星大的海王星大于阳光的轨道大于海王星的轨道超过10倍。他们将这个假设的世界星球称为九个。这个物体的重力可以将这些TNO吸引到簇状的轨道中。
但是,《九行星》的证据不是结论性的。 TNO的观察结果可能是有偏见的,因此天文学家可能没有监控一个公平的样本,这意味着奇数聚类可能是我们观察策略的伪像,而不是实际效果。例如,研究人员在2月份报告说,第九行星(尤其是TNO的聚集)的证据可能是天文学家指向其望远镜的结果,即现场科学报道。换句话说,这些TNO仅是因为我们的“有偏见”的观察结果似乎是聚集的。
另外,有一个明显的现实,经过将近五年的搜索,没有人找到九行星。
一个黑暗的动机
如果确实有九个星球在那里,那么它可能存在于其轨道的一部分,它远离太阳,以至于我们无法使用当前的技术观察到它。但是,即使是我们最深切,最敏感的扫描也一无所获。
因此,现在,天文学家提出了一个替代假设:也许九行星根本不是一个星球,而是一个小的黑洞。
对于天文学家来说,小的黑色孔(和“小”意味着行星大小)非常有趣。我们在宇宙中知道的所有黑洞都来自大型恒星的死亡。而且,由于只有最大的恒星(不小于10个太阳能物质)足够大以形成一个黑洞,因此它们只能留下最小质量的黑洞,约为太阳的5倍。
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但是,在早期宇宙的极端条件下,黑孔小于可能形成的黑洞。这些原始的黑洞可能会淹没宇宙。但是,宇宙学观察结果排除了大多数原始黑洞形成模型,但有一些狭窄的例外 - 如行星大小的黑洞。
因此,如果科学家能够确认一个小黑洞正在绕太阳绕,它可能会为现代宇宙学最伟大的奥秘之一提供有趣的看法。
危险的旅程
在1970年代,著名的物理学家史蒂芬·霍克(Stephen Hawking)理论上,黑洞并不是100%黑色的黑洞。由于重力与事件范围内的量子力之间存在复杂的相互作用,或者是黑洞的边界,他提出,黑洞确实可以微弱地排放辐射,在此过程中缓慢缩小。
当我说“虚弱”时,我真的是说:一个黑洞,太阳的质量会发出一个光子 - 是的,一个电磁粒子每年 - 一个光子。这是无可救药的。
但是附近的小黑洞(例如,九个星球)可能更容易进入。先前的研究已经表明,其鹰辐射太弱了,无法从地球上看,但是一月份发表的新研究预印度数据库ARXIV,调查了Flyby任务是否会更有可能从这样的黑洞中发现霍金的辐射。
las,即使使用一支轻巧的快速航天器来搜寻外部系统,我们也不太可能通过其鹰辐射发现九个星球。辐射太弱了,由于我们不知道黑洞的位置,因此我们不能保证我们能在偶然的飞行中靠近足够的距离。
但并非所有希望都丢失了。如果科学家最终使用其他观测值最终将假设行星的位置固定在九个地位,而事实证明是一个黑洞,那么目标任务就可以靠近其事件地平线,并可能绕它绕。
在那里,我们将直接观察到宇宙中最极端的引力环境之一。难怪天文学家对我们的太阳能后院有一个黑洞的前景感到兴奋。那里的任务将非常昂贵且耗时。但是,我们以新视野的形式有这些长距离任务的经验NASA目前正在Kuiper带航行的探测器。在我们的技术范围内设计和驾驶长期版本的新视野来参观附近的黑洞。
这是完全值得的。
黑洞也许是宇宙中最神秘的物体,我们也不完全理解它们。特别是,鹰辐射本身会教会我们在小尺度上的重力和量子力学之间的关系。如果第9星是一个黑洞(确实是一个很大的“如果”,那么几年之内,我们就可以启动一项详细观察它的使命,并希望回答一些物理学中的一些漫长的问题。
我们将有一个窗口进入全新的物理学,它将坐在那里,等待我们浏览它。
保罗·萨特(Paul M. Sutter)是一个天体物理学家纽约州Stony Brook和Flatiron Institute的主持人问一个太空人和太空收音机,以及你在宇宙中的位置。
最初发表在现场科学上。