太阳系“老九”是个黑洞? 猜想很大年夜胆,验证却很难

太阳系“老九”是个黑洞? 猜想很大年夜胆,验证却很难
2019年10月15日 10:00 新浪科技综合

  来源:科技日报

  本报记者 高 博

  不久前,国外两位地理学家提出大年夜胆假想:太阳系中“时隐时现”的第九大年夜行星,很能够是一个原初黑洞。

  太阳系里有一黑洞,操控了悠远的天体?有专家表示,这是个风趣的假想,但以如今的不雅测才能很难证明或证伪。

  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)这个气度的希腊名,太阳系九大年夜行星变成一种知识性知识。

  但是,迷信家后来认识到,在太阳系核心空间里,冥王星仿佛“远不敷看”。1992年开端陆续发明一些悠远的冰石构造天体,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,说不之前。

  地理学家当机立断,2006年8月举办的第26届国际地理联会经过过程决定:冥王星划为矮行星,从太阳系九大年夜行星中除名。普鲁托悲凉退位,成了134340号小行星。

  但第九大年夜行星的王位,没那么轻易撤消。近5年来,一些新的发明让人猜想:太阳系中或许存在一颗真实的“P9”(第九大年夜行星)。

  9月24日,又有一个新人参加了王位争夺战——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假想:太阳系中的第九大年夜行星,能够是一颗原初黑洞。

  奇怪的轨道,指向隐蔽的“P9”

  2014年阁下,地理学家在柯伊伯带(海王星轨道以外的黄道面邻近区域)发明一些天体,轨道离太阳远的时辰居然可达到几百个地理单位(一个地理单位即太阳与地球间的间隔)。一开端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。

  招致冥王星升级的“罪魁罪魁”,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颗天体有奇怪的轨道,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。假设海王星是幕后操盘者,它们的指向早该弥散,不会这么集中。

  并且6颗天体离太阳比来时,间隔也逾越了40个地理单位,海王星假说也不好解释。

  迈克·布朗和同事计算出,“大年夜家伙指向有时分歧”的能够性为0.007%——照样信赖有一颗“还没有现身的大年夜家伙”更加实际。

  地理学家、南京大年夜学传授周礼勇接收科技日报记者采访时说,最后很多人否决“P9”的存在。随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明显性逐步进步。

  虽未不雅测到“P9”,但有人经过过程计算机模仿推想了它的参数:间隔太阳200至800个地理单位,质量是地球的5—10倍,绕太阳一圈得3万年……

  流浪的不用定是地球,还能够是黑洞

  地理学家之前信赖,在海王星外存在新行星的能够性异常小,由于这个区域的物质太淡薄,要长出一颗大年夜行星,须要时间太漫长。然则,假设太阳系是从茫茫宇宙里“掳掠”了一颗现成的行星呢?这个能够性是值得推敲的。

  “实际上宇宙中能够有异常多流浪的行星,就像片子里的‘流浪地球’一样。”研究太阳系内行星的地理学家、南京大年夜学副传授谢基伟告诉科技日报记者,一种寻觅系内行星的办法叫做微引力透镜法,就是经过过程捕获影象的微弱变形——光线被沿途某颗天体的质量歪曲了,来寻觅系内行星存在的线索。经过过程这类办法我们不雅测到很多“蛛丝马迹”,解释未知的阴霾里有很多无组织无规律的“流浪汉”。

  在困惑有“P9”的区域,光学引力透镜实验(OGLE)不雅测到了引力异常。至少6个微引力透镜事宜注解了该区域引力异常,暗示存在一个自在漂浮天体,其质量范围在5—15个地球质量之间。“P9”的猜想是以被鼓舞。

  此次舒尔茨和恩温的新论文猜想,该天体能够不是一颗流浪行星,而是一个流浪黑洞。它被太阳系拉拢入群,搅乱了核心天体的轨道。

  普通来讲,地理学家不雅测到的黑洞,是恒星逝世亡坍塌后集合而成的。而存在于实际假想中的原初黑洞,是另外一回事。霍金对这个概念供献很大年夜:那是宇宙大年夜爆炸后不久产生并遗留至今的“文物”。

  大年夜爆炸之前的宇宙被地理学家叫做原初宇宙。原初宇宙的爆炸是不均匀的,部分空间能量密度太大年夜,“没崩开”就紧缩成质量无穷大年夜的点和环绕而成的黑洞。这类黑洞大年夜小不一,小的能够只要粒子大年夜,普通的原初黑洞跟太阳系罕见的小行星质量类似。

  这些黑洞随后漂流宇宙遍地。一些经过过程霍金辐射消失,像冰块一样化掉落了;一些则接收物质强大年夜,存活至今。

  舒尔茨和恩温指出,海王星外天体的异常轨道,和一些引力事宜,可以用质量为地球数倍的原初黑洞来解释;一个原初黑洞能够被太阳系捕获,成为第九行星;他们证明这类捕获的能够性是值得推敲的。

  严谨的假定,仍有很多否决的声响

  “这篇论文思路照样很严谨标准的,不是瞎猜想。”谢基伟说,“但作者也说这只是一种能够性。引入黑洞的概念,能够大年夜家会认为很成心思、很独特。但下一步还无从着手。何况有没有第九大年夜行星照样成绩。”

  舒尔茨和恩温表示,假设“P9”是一个原初黑洞,或许能经过过程核心的“晕”——黑洞外层正负电子湮灭收回的光,来肯定它的存在。但一名行星学家告诉科技日报记者,由于黑洞很小,并且不肯定在甚么地位,这类不雅测是很难完成的。

  “我小我不太爱好原初黑洞这个想法主意。”一名从事行星研究的专家告诉科技日报记者,“感到近乎奥秘学——能解释一些景象,然则根本上永久看不到。”

  “柯伊伯天体的发明者,大年夜卫·朱伊特(David Jewitt)乃至压根儿就不信赖‘第九行星’的存在。”这位专家表示,大年夜卫·朱伊特在接收电视采访时,直接说不认为“P9”存在。他认为,黑洞假说泄漏出迷信家对取得“严重年夜发明”的心态是急切的。但这个实际离可验证的阶段还远。

  众说纷纷的一个重要缘由,是以今朝人类的技巧程度,不雅测海王星外天体还很艰苦。虽然人类曾经不雅测到几千颗太阳系内行星了。

  “不识庐山真面貌,只缘身在此山中。”谢基伟说,“不雅测系内行星,根本上是经过过程不雅察恒星光谱的凌星效应或多普勒效应,直接揣摸行星的情况。而对太阳系内行星便可以直接不雅测。行星的亮度与它和太阳间隔成正比。太远的天体,接收光线就弱,反射光线更弱。”

  核心如许广阔,天体如许昏暗,上百地理单位以外,照样一片未知。

  谢基伟说:“那些太阳系边沿的天体,很多是经过过程哈勃千里镜看到的;等韦伯千里镜任务今后,我们的不雅测程度会改良一点。”

黑洞太阳系验证
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