(要闻)太阳系“老九”是个黑洞? 猜测很大胆,验证却很难
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nasa
冥王星曾经是“老九”,现在变成了一颗矮行星。
前不久,两位外国天文学家提出了一个大胆的假设:太阳系第九颗行星,“时隐时现”,很可能是一个原始黑洞。
太阳系有个黑洞控制着遥远的天体?有专家表示,这是一个有趣的假设,但以目前的观察能力很难证明或证伪。
空失踪的王位,有新的竞争者
十几年前,谁是第九大行星,课本上写的清清楚楚。1930年,克莱德·汤博发现了冥王星,它相当于天王星和海王星,并获得了宏伟的希腊名字“冥王星”(普鲁托)。太阳系九大行星成了一种常识。
然而,科学家后来意识到冥王星在太阳系的外空空间似乎“远不足以看到”。从1992年开始,陆续发现了一些有冰和石头结构的遥远天体,大小和冥王星差不多。2005年发现彗星比冥王星大27%!冥王星可以算第九大,也不可能说火神不排第十。
天文学家率先行动,2006年8月召开的第26届国际天文联合会通过决议:冥王星被列为矮行星,脱离太阳系九大行星。普鲁托不幸退位,成为小行星134340。
但是第九星球的王位不是那么容易取消的。在过去的五年里,一些新的发现使人们猜测太阳系中可能存在真正的“p9”(第九大行星)。
9月24日,另一个新人加入了王位之战。Arxiv发表了一篇论文,英国杜伦大学的jakub scholtz和美国伊利诺伊大学的james unwin提出了一个大胆的假设:太阳系第九大行星可能是一个原始黑洞。
奇怪的轨道,指向隐藏的“p9”
2014年左右,天文学家在柯伊伯带(海王星轨道外黄道面附近)发现了一些天体。当轨道远离太阳时,可以达到几百个天文单位(一个天文单位是太阳与地球的距离)。起初,这被解释为海王星的引力散射效应。但很快,新的第九大行星的猜想被提出。
2016年,加州理工学院的迈克尔·布朗(michael brown)和他的同事发现,柯伊伯带中的六个天体有着奇怪的轨道,它们的近日点指向同一个方向。这就像六个时钟以不同的速度旋转,但指针都在一个方向。如果海王星在幕后,他们的方向应该是分散的,而不是那么集中的。
而且六大天体离太阳最近时,距离超过40个天文单位,海王星假说很难解释。
迈克尔·布朗和他的同事计算出“大家伙指向偶然巧合”的概率是0.007%——相信有一个“大家伙还没出现”更为现实。
南京大学天文学家、教授周立勇在接受《科技日报》采访时表示,起初很多人反对“p9”的存在。随着近年来的新发现,确认第九大行星存在的统计意义逐渐增大。
虽然还没有观测到“p9”,但有人通过计算机模拟推测了它的参数:它距离太阳200到800个天文单位,质量是地球的5到10倍,绕太阳一周需要3万年...
流浪的不一定是地球,也可能是黑洞
天文学家曾经认为,海王星之外出现新行星的可能性非常小,因为这个区域的物质太稀薄,而且需要太长时间才能长出一颗大行星。但是如果太阳系从浩瀚的宇宙中“掠夺”了一颗现成的行星呢?这种可能性值得考虑。
“其实宇宙中可能有很多流浪的星球,就像电影里的‘流浪地球’一样。”研究太阳系外行星的天文学家、南京大学副教授谢奇伟告诉《科技日报》记者,寻找太阳系外行星的一种方法叫做引力微透镜法,就是通过捕捉图像的微弱变形,即光线被一个天体的质量沿途扭曲,来寻找太阳系外行星存在的线索。通过这种方法,我们观察到了许多“线索”,表明在未知的黑暗中有许多杂乱无章、无纪律的“流浪汉”。
在怀疑“p9”的区域,通过光学重力透镜实验(ogle)观察到重力异常。至少六次重力微透镜事件表明该地区存在重力异常,表明存在一个质量范围为5至15个地球质量的自由漂浮天体。所以鼓励“p9”的猜想。
舒尔茨和恩文的新论文推测,天体可能不是流氓行星,而是一个游荡的黑洞。它是被太阳系拉入这个集团的,打乱了周边天体的轨道。
一般来说,天文学家观测到的黑洞是恒星死亡坍缩形成的。理论假设中存在的原始黑洞是另一回事。霍金对这个概念的贡献很大:它是一个“文物”,是BIGBANG之后不久产生的,留到了今天。
大爆炸前的宇宙被天文学家称为原始宇宙。原始宇宙的爆炸是不均匀的,空当地的能量密度太高,所以它被压缩成一个质量无限大的点和一个被它包围的黑洞。这种黑洞大小不一,小的可能只有粒子那么大。一般的原始黑洞在质量上与太阳系中常见的小行星相似。
这些黑洞随后在宇宙中漂移。有些通过霍金辐射消散,像冰一样融化;有些吸收物质并生长存活至今。
舒尔茨和恩文指出,海王星外天体的异常轨道和一些引力事件可以用质量是地球数倍的原始黑洞来解释;一个原始黑洞可能被太阳系捕获,成为第九颗行星;他们证明了这样俘获的可能性是值得考虑的。
严格的假设,还是有很多反对的声音
“这篇论文的思路还是很严谨规范的,不是猜测。”谢奇伟说,“但作者也说过,这只是一种可能。引入黑洞的概念,可能对大家来说很有意思,也很陌生。但是没有办法开始下一步。而且,是否有第九大行星还是个问题。”
舒尔茨和恩文说,如果“p9”是一个原始黑洞,那么通过外围的“光晕”——黑洞外层正负电子湮灭发出的光,就有可能确定它的存在。然而,一位行星科学家告诉《科技日报》记者,这种观测很难实现,因为黑洞很小,不确定它在哪里。
“我个人不喜欢原始黑洞的想法。”一位从事行星研究的专家告诉《科技日报》记者,“它感觉几乎是神秘的——它可以解释一些现象,但基本上永远看不到。”
“柯伊伯天体的发现者大卫·杰维特甚至不相信‘第九行星’的存在。”专家表示,大卫·朱厄特在接受电视采访时,直接表示不认为“p9”存在。他认为黑洞假说揭示了科学家渴望做出“伟大的发现”。但这一理论远未得到证实。
产生不同意见的一个重要原因是,以目前人类的技术水平,很难观测到海王星以外的天体。虽然人类已经观测到了数以千计的太阳系外行星。
“我不知道庐山的真面目,但我只在这座山上。”谢奇伟说,“观测系外行星基本上就是通过观测恒星光谱的凌星效应或多普勒效应来间接推断行星的情况。而且太阳系的行星是可以直接观测到的。行星的亮度与其离太阳的距离成反比。太远的天体会接收到较弱的光,反射较弱的光。”
外围那么广阔,天体那么暗淡,超越几百个天文单位,还是未知。
谢奇伟说:“很多太阳系边缘的天体都是通过哈勃望远镜看到的;韦伯望远镜工作后,我们的观测水平会有一点提高。”(高博)
标题:(要闻)太阳系“老九”是个黑洞? 猜测很大胆,验证却很难
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