В замерзших внутренних районах нашей Солнечной системы таится что-то большое, что, кажется, притягивает к себе крошечные миры за пределами орбиты Нептуна. Предполагается, что объект является гипотетическим миром под названием «Девятая планета», который имеет чрезвычайно дальнюю орбиту вокруг Солнца и вызывает все виды гравитационного хаоса в темноте. Но по мере того, как поиск Девятой Планеты продолжается, а астрономам еще предстоит увидеть ее, другие исследователи размышляют, что еще может быть за объект. Может это вообще не планета? Может быть, это первобытная черная дыра?
Тайна Тайны Девятой Планеты
Солнечная система очень большая, и, хотя наши астрономические методы быстро развиваются, многие крошечные миры во внешней части Солнечной системы еще предстоит найти. Однако считается, что Девятая планета представляет собой гораздо более существенный мир с массой от пяти до десяти масс Земли, движущийся вокруг Солнца на среднем расстоянии от 400 до 800 астрономических единиц или а.е. Поскольку одна астрономическая единица - это среднее расстояние, на котором Земля обращается вокруг Солнца, это в 10-20 раз больше орбитального расстояния, на котором Плутон обращается вокруг Солнца. Если она существует, Девятой планете требуется от 10 000 до 20 000 лет, чтобы совершить всего один оборот по орбите!
Возможность большого мира, вращающегося вокруг Солнца на таком огромном расстоянии, завораживает. Исследования других звездных систем показывают, что экзопланеты между массами Земли и Нептуна относительно распространены. Почему в нашей Солнечной системе нет мира в пределах этого диапазона массы, является загадкой, но если Девятая Планета действительно существует, это станет важным историческим открытием, которое изменит наше понимание системы планет, вращающихся вокруг нашего Солнца.
Итак, почему ученые считают, что эта крайняя девятая планета существует? В 2016 году охотники за планетами Константин Батыгин и Майк Браун из Калифорнийского технологического института (Калифорнийский технологический институт) объявили об открытии группы очень далеких транснептуновых объектов (ТНО), которые были странным образом сгруппированы и двигались с одинаковыми орбитальными ориентациями. Их орбитальное выравнивание было странно наклонено, поэтому казалось, что все они были захвачены гравитационным взаимодействием с более крупным планетарным телом. Но никакого другого крупного планетарного тела в этом регионе не существует, поэтому Батыгин и Браун предположили, что там находится еще не открытая планета. Итак, охота началась.
Достаточно сказать, что любую планету с такой экстремальной орбитой будет очень трудно обнаружить, но астрономы изучают инфракрасные обзоры в надежде увидеть отдаленный объект, медленно ползущий по небу. Если она существует, то Девятая планета должна излучать инфракрасное излучение - энергия, утекающая с планеты с момента ее образования, - но пока, кроме гравитационных эффектов чего-то во внешней Солнечной системе, существует очень мало прямых доказательств существования Девятой планеты.
Гипотеза о черной дыре
24 сентября астрономы Якуб Шольц из Университета Дарема и Джеймс Анвин из Университета Иллинойса в Чикаго опубликовали новое исследование, описывающее их альтернативную гипотезу о том, что гравитационная странность в самых отдаленных уголках Солнечной системы не вызвано планетой вообще. Вместо этого они указали на наличие первичной черной дыры, теория, которая вызвала небольшой переполох.
Нет, такая черная дыра не представляет опасности для остальной части Солнечной системы, поскольку она просто слишком мала, но в отдаленных регионах нашей Солнечной системы ее воздействие будет значительным. Единственным доказательством существования Девятой Планеты, которое у нас есть, является гравитационное воздействие, которое она оказывает на ТНО, а черные дыры, в конце концов, являются наиболее гравитационно наделенными объектами во Вселенной.
Первичные черные дыры - самый древний вид черных дыр, которые, как предполагается, образовались сразу после Большого взрыва. Флуктуации плотности в ранней Вселенной должны были быстро образовать черные дыры любой массы. Эти древние объекты были бы разбросаны по всему космосу и со временем медленно испарились бы под действием излучения Хокинга; меньшие исчезают первыми.
Хотя многие теории космической эволюции предполагают, что они должны существовать, нам еще предстоит непосредственно наблюдать первичную черную дыру, хотя существуют убедительные косвенные доказательства. Например, анализ событий микролинзирования - кратковременного увеличения яркости звезд, вызванного прохождением массивного объекта, вызывающего кратковременное увеличение яркости из-за искривления пространства-времени, создающего увеличительную линзу, - позволяет предположить, что существует популяция маленьких черных дыр без каких-либо других видимые подсказки, за исключением их гравитационного воздействия на пространство-время.
Шольц и Анвин по-новому взглянули на особенности TNO и смоделировали, что произойдет, если черная дыра с массой от пяти до 10 масс Земли окажется на экстремальной орбите вокруг Солнца. Конечно же, их модели предполагают, что первичная черная дыра с массой в пределах этого диапазона будет вызывать аналогичные орбитальные возмущения в популяции ТНО. Это также может объяснить, почему так мало данных оптических или инфракрасных наблюдений за Девятой Планетой; первичная черная дыра не генерировала бы ни один сигнал. На самом деле, если поблизости находится черная дыра, она также может таскать за собой облако темной материи, которое может аннигилировать, генерируя различные типы излучения. Поэтому исследователи предполагают, основываясь на своих выводах, что экспериментальную программу необходимо расширить, мотивируя «специальные поиски движущихся источников в рентгеновских лучах, гамма-лучах и других космических лучах высокой энергии», - пишут они в своей статье.
Первобытные черные дыры и космические гамбургеры
Хотя это интересное направление исследований, замена гипотетической планеты гипотетическим типом черной дыры может чрезмерно усложнить тайну Девятой Планеты.
" Может ли черная дыра объяснить гравитационные эффекты, которые мы наблюдаем во внешней части Солнечной системы? Абсолютно!" - говорит Майк Браун. «Все, что мы знаем, это то, что там есть что-то массой в шесть земных, и мы не знаем, что это такое».
Браун указывает, что «планета» будет очевидным «чем-то», но пока она имеет массу в несколько единиц Земли, это может быть что угодно. Но вероятность того, что это что-то иное, чем планета, по меньшей мере крайне мала. С иронией Браун добавляет: «Это может быть гамбургер массой в шесть земных. Или буррито, но да, это также может быть черная дыра массой в шесть земных. Физике, конечно, все равно. один бит, из чего состоят шесть масс Земли.
" С таким же успехом можно предположить, что каждая экзопланета, которую мы обнаруживаем только с помощью метода лучевой скорости, является черной дырой. Возможно ли это? Да! Есть ли в этом какой-то смысл во Вселенной? Нет."
Хотя исследование других гравитационных источников того, что может быть связано с TNO (независимо от того, насколько маловероятными они являются), является хорошей наукой, более вероятно, что Девятая Планета является планетой, а не изначальной черной дырой. Астрономам просто нужно продолжать поиски, и растет мнение, что он будет открыт в недалеком будущем.
Интересно
Первой обнаруженной черной дырой был Лебедь X-1, обнаруженный во время полетов на воздушном шаре в 1960-х годах, но не идентифицированный как черная дыра еще несколько лет. По данным НАСА, она в 10 раз массивнее Солнца.