疑似黑洞的第九行星:这也许就是找到它的方法

在我们的太阳系中有八颗行星,从高速的水星到遥远的海王星,还有许多矮行星,如冥王星和谷神星,在我们继续发现更多矮行星的同时,也有一些迹象表明,在海王星之外的地方可能潜伏着另一颗大型行星。这颗9号行星被认为是一个超级地球,其质量大约是地球的5倍,这将使它大约是地球的两倍大,但是,尽管对这颗行星进行几次搜索,仍未找到它。

与地球和海王星相比,超级地球的大小。来源:维基百科

由于缺少确凿的证据,我们不能排除“九号行星”根本不存在的可能性。我们对“九号行星”的推断是来自于对外太阳系小天体轨道的统计分析,“九号行星”的引力导致了其他天体的轨道向它靠近。但正如其他人所指出的那样,所观察到的偏移有可能是由其他原因导致的。

如果“九号行星”真的存在的话,我们至今还未找到它就有些不合常理了。对于它那样大小的行星来说,许多巡天观测已经足够精确,理应能够发现它的存在。有可能这颗行星比我们预期的更远, 或者反照率更低,但是这些推测逐渐开始被新的观测结果否认。不过,还有一个更激进的想法。有没有可能它其实不是一个行星,而是一个太初黑洞呢?

九号行星黑洞小到一张纸都放得下。图源:雅各布朔尔兹和詹姆斯昂文

原始黑洞是指宇宙大爆炸早期形成的,理论上的物体。如果真实存在的话,它们将有一颗行星而非恒星的质量。如果九号行星是一颗原始黑洞,它的尺寸大概是一个苹果的大小。由于它太小也太暗了,用我们目前的望远镜观察不到。不过,我们应该还有其他办法找到它,因为它仍然对周围的物体有引力。

一种方法是向其预计的大致方向发送一组微型太空探测器。爱德华·维滕(Edward Witten)在其新的论文中提,可以对质量约为100克的航天器进行编程,以发送规则的定时信号。 如果它们中的任何一个进入黑洞的范围,信号将通过其重力而膨胀。

不过这种方法的不足在于,航天器需要原子钟对信号计时,可目前没有小到能放进100克重的探测器里的原子钟。另外一个小组提出了备选方案,就是航天器只负责发送一个简单的信号,然后用高分辨率的射电望远镜去计算信号轨道的偏移量。但是又有一个小组对这个方法产生怀疑,因为他们认为太阳风暴之类的影响比引力效应更大。

这都是相当疯狂的猜想。如果在我们的太阳系边缘存在一个基本能确定不是黑洞的行星潜藏着,这意味着它终将会被观测到。但在科学上,有的时候,在你能寻找到正确的道路前你需要去摒弃那些疯狂的念头。

太阳系外部区域中的第九颗行星是一个假想行星。它的引力效应可以解释极端海外天体群中不常见的轨道聚集现象。海外天体绕太阳公转的平均距离是地球的250倍以上。这些极端海外天体倾向于在某一个区域内使自身更接近太阳。它们的轨道也会相似地倾斜。这些不大可能的走向暗示着可能有一个未被观测到的行星引领着最遥远的已知的太阳系行星们的轨道。尽管如此,基于详尽的观察研究,天文学家们并不都认为这个假想行星是存在的。

基于先前的思考,预测这个假想的超地行星其质量是地球的5至10倍,并且其延伸轨道是日地距离的400-800倍。康斯坦丁·巴蒂金和迈克尔·E·布朗认为第九行星可能是一个巨行星的核心,一个在太阳系的诞生过程中被木星从其初始轨道中弹出的行星。

其他学者认为这个第九行星是被另一个星球所捕获,曾是一颗恶棍行星,或是在一个远距离轨道上形成后并被路过的星球拉入了偏离的轨道。截至2020年5月,仍然没有第九行星的观测情况被公布。虽然像广域红外测量仪(WISE)和Pan-STARRS所做的空域测量未能探测到第九行星, 但他们也没有否定在太阳系外有一个如同海王星般大小的行星存在。

这些过去的空域测量手段在探测第九行星上所起的作用取决于它的所处位置及特性。接下来将会使用NEOWISE(小行星狩猎飞船)以及斯鲁巴8米望远镜 在剩余区域中进行更深入的探测。除非第九行星被观测到,否则它的存在就是纯粹的猜想。目前有几种相似理论已被提出用于解释已观测到的海外天体聚集现象。

作者BRIAN KOBERLEIN

FY:Astronomical volunteer team

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