第九行星可能是葡萄柚大小的原初黑洞,科學家提新方法有跡可循

作者 | 發布日期 2020 年 07 月 13 日 18:44 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


有關太陽系無法理解的異象,科學家提出是因為太陽系邊緣有「第九行星」作祟,然而它可能根本不是行星,而是一個葡萄柚大小的微型黑洞。哈佛大學團隊最近開發一種新方法,可尋找外太陽系是否真的有黑洞,希望解開第九行星真面目。

在海王星軌道之外,天文學家注意到一些奇怪的古柏帶天體(KBO),它們有些聚成團簇,有些擁有極高離心率軌道,比如 2012 VP113、賽德娜等海王星外天體,軌道極度狹長,兩者的近日點都比太陽與海王星距離的 2 倍還要遠,和其他天體相比太不尋常,換句話說,它們的軌道並不在海王星影響範圍,因此一些科學家認為,外太陽系可能有「第九行星」在影響這些天體,前者質量約地球 5~10 倍。

然而我們尋找第九行星多年,始終找不到它的行蹤,這引出另一派說法:也許根本不是第九行星,而是一個約葡萄柚大小的原初黑洞(hypothetical primordial black hole,PBH)在干擾海王星外天體。

對此,哈佛大學天文學家 Avi Loeb、Amir Siraj 團隊提出一個探測外太陽系微型黑洞的新方法。

太陽系有個古老原初黑洞並不古怪,這種黑洞並不是恆星到了壽命盡頭經重力坍塌而成的恆星黑洞,也不是超大質量黑洞那種吸積怪物,它們只是大爆炸後高密度物質的簡單波動下形成的產物,時至今日都還存在,長期以來,天文學家便認為原初黑洞是宇宙暗物質的去向之一。

假如「第九行星」實際是黑洞,那麼來自太陽系最外圍歐特雲(Oort cloud)的彗星,就有機會與黑洞擦身而過並被黑洞引力撕裂,假如彗星夠大顆,黑洞吸積盤物質就能在高速摩擦下爆出光芒,將在明年開始運行的大型綜合巡天望遠鏡(Legacy Survey of Space and Time,LSST)或許能檢測到。

大型綜合巡天望遠鏡的觀測視野非常廣闊,大範圍掃視天空追蹤不知躲在何處的黑洞再適合不過,如果確實是原初黑洞作祟,研究團隊預計 LSST 開始探測約一年後就會發現一些耀斑光芒。

我們是否真的能揭開宇宙一角祕密?如果確認暗物質構成的原初黑洞,科學家推測光銀河系內就有 5 京個原初黑洞(1 京 = 1 兆的 1 萬倍),使銀河系總質量達太陽上兆倍,我們也將迎來全新的物理學領域,因目前的粒子物理學和宇宙學標準模型,都無法預測原初黑洞在早期宇宙的形成過程。

新論文將發表在《天文物理期刊通訊》(The Astrophysical Journal Letters),論文預印本可至《arXiv》閱讀。

(首圖來源:哈佛─史密松天體物理中心

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