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我们太阳系神秘的“9号行星”真的是一个葡萄柚

杏耀平台官网APP 我们太阳
 
 
两位物理学家认为,我们应该检查一下太阳系中是否隐藏着一个葡萄柚大小的古老黑洞。这个又小又重的物体实际上可能会取代一颗理论上的行星,一些研究人员认为这颗行星可能会拖拽太阳系中的其他物体,也就是所谓的行星9。
 
这是否意味着在我们的太空角落里真的隐藏着一个黑洞?不,研究人员说。
 
但他们已经为它的存在提出了一个他们认为足够有说服力值得研究的论据。
 
在太阳系的外围,在我们已知的最远的行星海王星的轨道之外,有一小部分小天体的行为很奇怪。这些“跨婚天体”(trans-Nuptunian objects,简称TNOs)以不同寻常的方式聚集在一起,它们倾向于绕着一个指向广阔天空的轴向旋转,远离更大的已知行星。另外,关键的是,TNOs的轨道与已知的八颗行星在不同的平面上。这表明有别的东西在用它的引力拉着它们。
 
一些天文学家观察了这种奇怪的模式,进行了一些计算,得出结论:一定有另一颗行星在那里,它的质量是地球的10到20倍,它的轨道不稳定,距离太阳的距离是地球的数百倍。这是一个奇怪的理论,通常被称为“9号行星”,但天文学家们很重视它。寻找9号行星的工作已经进行了很多年,天文学家们使用视觉光和红外望远镜来扫描太阳系的最外层。
 
“我们意识到的是,重力是重要的东西,”英国杜伦大学(Durham University)的物理学家雅各布·肖尔茨(Jakub Scholtz)说,他是提出这一想法的两位天文学家之一。“它不需要是一颗行星。最世俗的,也许是最理智的解释是它是一颗行星。但是,作为理论物理学家,我们知道,早期宇宙的宇宙学可以很容易地引入一系列非常有趣的新理论体——其中之一……就是原始黑洞。”
 
原始黑洞是不同的
 
通常,当我们谈到黑洞时,杏耀平台我们指的是巨星坍缩形成的巨大物体,它们的质量被无限稠密的奇点包围着,周围环绕着巨大的“视界”,那里没有光线可以逃逸。但一些宇宙学家认为,在宇宙形成的最初时刻,当一切都是热的、稠密的、从大爆炸中急速逃离的时候,还没有恒星形成,黑洞已经出现了。
 
这些宇宙创造的原始幽灵可能是在早期物质块被挤压得太紧而凝结成奇点时形成的。
 
“宇宙的那部分密度太大了,它变成了一个黑洞,”Scholtz告诉Live Science。
 
芝加哥大学的物理学家、该论文的合著者詹姆斯·安文(James Unwin)说,这些黑洞比由坍缩的大质量恒星形成的恒星黑洞要小。根据一些模型,它们只比地球重几倍。
 
这么大质量的黑洞看起来不像任何东西,安文说。它的视界会很小——如果它是地球质量的5倍,那么它的大小就是一个柚子,如果它是地球质量的10倍,那么它的大小就是一个保龄球。但重力就是重力。如果一个PBH进入我们的太阳系,这个黑洞就会像行星一样围绕太阳公转,就会像理论中的行星9那样拖曳矮行星和小行星。没有任何方法可以把一个行星的引力和一个质量相同的原始黑洞的引力区别开来。
Unwin说,产生原始黑洞的模型也为希格斯机制(被认为是在所有粒子上灌输质量)和其他基本物理如何进入宇宙提供了最好的解释。所以我们有充分的理由相信这些东西是存在的,不管它们是否已经在我们的太阳系或其他恒星系统中终结。但是从来没有人真正找到过。
 
黑洞弯曲光
 
然而,最近有一些证据表明它们可能真的存在,安文说。
 
“我认为这在社区中是相当不为人知的,”Unwin说,“我们正努力让它引起广泛关注。”
 
在波兰有一个实验叫做光学引力透镜实验(OGLE)。它扫描天空,寻找引力“微透镜”的证据,即行星或其他物体的引力弯曲了一束光的路径,导致它击中地球。在用OGLE研究的恒星中,这种光弯曲看起来就像恒星瞬间变亮。
 
但据他们说,奥格尔报告了一些奇怪的事情。它已经发现了六次非常短暂的微透镜现象,持续时间不到0.3天,暗示着在0.5地球质量到20地球质量之间快速移动的物体快速掠过恒星。这不是行星的样子,Unwin说,有很好的理由怀疑这六个物体可能是原始黑洞。(另一种可能性是快速移动的“自由漂浮的行星”在恒星系统外移动,但目前的行星模型无法预测许多这样的行星会在宇宙中快速移动。
 
肖尔茨说,如果这六个物体是小型的古代黑洞,那就意味着这样的黑洞在宇宙中并不罕见。你不会期望它们出现在每一个星系,他说。大多数会在太空中自由漂浮。但他说,如果我们的系统幸运地捡到一个,也不会太令人震惊。
 
行星9黑洞理论解释了两个神秘的现象:海王星外的天体异常和色盲异常。
 
“这两种物质的质量范围相同,”安文说。“这件事让我们非常兴奋。”
 
“这是关键,”肖尔茨补充道。“这颗失踪的行星大约在5到20个地球质量之间,而色迷迷的证据表明在0.5到20个地球质量之间。所以这真是个巧合。”
 
如果TNO异常真的变成了一个黑洞,Unwin说,那将是一件大事。它将证明原始黑洞的存在,并确定它们的质量范围,从而解释它们究竟是何时在宇宙的历史中形成的——这也就解释了大量其他物理现象是如何形成的。
 
这是否意味着研究人员确信在我们的太阳系中有一个黑洞,或者甚至认为那里可能有一个?不,他们都说。有可能TNO异常并不是真的指向一个重的物体,也有可能只是一个巧合,或者是设备故障的结果。
 
行星9真的存在吗?
 
一些天文学家怀疑那里根本没有任何东西。
 
俄克拉荷马大学的天文学家Nathan Kaib说:“我对PBHs(原始黑洞)的了解还不够多,不知道在遥远的太阳系中存在黑洞的可能性有多大。”他没有参与Unwin和Scholtz的研究。“然而,我要说的是,我有点怀疑‘9号行星’存在的必要性。”
他说,TNO(外海王星天体)轨道异常似乎是真实存在的,但这颗行星隐藏在TNOs之外的想法并不能很好地解释它。而且,正如他在7月2日的《天文学杂志》上发表的一篇论文中所写的那样,你可能会认为9号行星会产生其他一些数据中没有出现的异常现象。
 
“这让我有点怀疑这颗行星的存在,如果PBH也会产生同样的结果……作为行星的影响,我想我也会同样怀疑它,但这是相当独立的PBHs本身的想法,”凯布说。
 
但是一些天文学家仍然认为那里有一个行星。这一证据足够有力,而且对行星的搜寻已经持续了足够长的时间,Unwin说,至少值得研究一下是不是某个类行星的物体造成了这种效应。
 
他们在预印本服务器arXiv上发表的一篇尚未经过同行评议的论文中建议,一种检查方法是寻找“暗物质湮灭”的迹象。多溴二苯醚的理论表明,它们会被稠密的暗物质晕所包围,即使在宇宙中漫游了数十亿年后,杏耀这些暗物质仍能部分完整地存在。一些关于暗物质的理论认为,有时它的粒子会“湮灭”,变成伽马射线光子。我们有可能在地球上探测到这些光子。
 
(这样的探测将最终解开第三个巨大的物理谜团,因为那些一直在追踪的人:暗物质是否能变成我们从发光的宇宙中识别出来的粒子。)
 
研究人员写道,我们的望远镜可能已经捕捉到了这些伽马射线光子。因此,他们的下一步是通过费米伽马射线太空望远镜的数据来寻找粒子,看看是否能找到粒子的迹象。
 
肖尔茨说,在寻找伽马射线的过程中,如果确实发现了一个微小的黑洞, 杏耀手机挂机软件介绍 ,可能性是无限的。他说:“我们甚至可以向那里派遣一个使团。
 
“这可能是一个研究真正黑洞的机会,”他说。“多么令人兴奋啊!”
 
不过,目前还没有人对此下赌注。
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