9号行星实际上是原始黑洞吗

导读 传统理论认为,第9颗行星(我们外层太阳系假设的第9颗行星)仅是迄今未被发现的行星,很可能在其46亿年的历史上被我们的太阳系捕获。但是,哈

传统理论认为,第9颗行星(我们外层太阳系假设的第9颗行星)仅是迄今未被发现的行星,很可能在其46亿年的历史上被我们的太阳系捕获。

但是,哈佛大学的天文学家们现在提出了可能性,即第9行星的轨道证据可能是数十年来暗物质之谜中缺失的联系的结果。也就是说,假设的原始黑洞(PBH)的地平线尺寸不大于葡萄柚,并且质量是地球的5到10倍。

在《天体物理学杂志快报》上被接受发表的一篇论文中,合著者认为,观察到的极端海王星天体的聚集表明,某种巨大的超地球型天体位于我们太阳系的外缘。也许多达800天文单位(地球与太阳的距离)。

因此,作者建议,目前正在智利建造的独特的广域勘测望远镜将使他们很快对9号行星确实是PBH而不是普通行星的可能性设置新的限制。如果存在,这样的PBH将需要新的物理学,并且在解决宇宙缺失质量或暗物质之谜方面将有很长的路要走。

我们的论文表明,如果9号行星是一个黑洞,那么居住在太阳系郊区(在“奥尔特云”中)的彗星将对其产生影响,哈佛大学天文学系主任阿维·洛布(Avi Loeb)以及该论文的共同作者作者,告诉我。他说,它们将被强烈的引力潮摧毁,并在吸积到黑洞的一秒钟内会产生可见的耀斑。

因此,作者建议,目前正在智利建造的独特的广域勘测望远镜将使他们很快对9号行星确实是PBH而不是普通行星的可能性设置新的限制。如果存在,这样的PBH将需要新的物理学,并且在解决宇宙缺失质量或暗物质之谜方面将有很长的路要走。

我们的论文表明,如果9号行星是一个黑洞,那么居住在太阳系郊区(在“奥尔特云”中)的彗星将对其产生影响,哈佛大学天文学系主任阿维·洛布(Avi Loeb)以及该论文的共同作者作者,告诉我。他说,它们将被强烈的引力潮摧毁,并在吸积到黑洞的一秒钟内会产生可见的耀斑。

对于足够大的彗星,LSST的8.4米光学望远镜可以探测到这种耀斑。

这个想法是,一旦到达黑洞附近,小彗星体就会由于星际介质中气体在背景上的积聚而加热到黑洞中,从而融化,该论文的第一作者,哈佛大学本科生艾米尔·西拉杰(Amir Siraj) ,在声明中指出。

作者计算出,他们将能够在LSST运行的几个月内探测到第一个这样的增生耀斑,现在计划在2021年首次亮起。

为什么选择LSST?

Siraj告诉我,LSST每周以大约2倍的水平探测整个天空的能力将非常独特。他说,我们计算出,小物体积聚到9号行星黑洞上产生的耀斑在LSST所在的光学波段附近最亮。而且由于9号行星的位置未知,Siraj注意到LSST如此迅速地勘测天空这一事实可以最大程度地提高其捕获耀斑的机会。

作者说,这种短暂的增生耀斑将以每年至少几次的速度被探测到,距离约为105 AU。他们希望能够在LSST运行的头两年内排除或确认9号行星是原始的黑洞。

为什么我们自己的太阳系会有如此原始的黑洞呢?

仅凭它们在宇宙中的绝对数字即可。作者估计,我们的太阳系至少有一次可能会被引力捕获一次。

这样一个奇异的黑洞的发现对物理学意味着什么?

勒布说,原始黑洞的形成肯定代表了新的物理学。他说,粒子物理学和宇宙学的标准模型无法预测在早期宇宙中形成它们的过程。

如果9号行星是原始的黑洞,那么星系中是否可能还有其他行星?

勒布说,如果是黑洞,仅在银河系中就应该有五十个像它那样的四方。

勒布说,使用LSST寻找此类原始黑洞遗迹没有任何损失。他说,在过去的四十年中,实验室搜索暗物质的搜索花费了数千万美元。

Loeb说:“我们的论文建议将LSST用作暗物质实验,以寻找原始黑洞而无需额外费用。”