W zamarzniętych głębiach naszego Układu Słonecznego czai się coś wielkiego, co wydaje się szarpać maleńkie światy poza orbitą Neptuna . Zakłada się, że obiekt jest hipotetycznym światem zwanym „ Planeta Dziewiąta ”, który ma niezwykle rozległą orbitę wokół Słońca i powoduje w ciemności wszelkiego rodzaju grawitacyjny chaos. Ale w miarę jak poszukiwania Planety Dziewiątej trwają, a astronomowie nie mają jeszcze nawet wglądu w to, inni badacze zastanawiają się, czym jeszcze mógłby być ten obiekt. Czy w ogóle nie może to być planeta? Czy to mogła być pierwotna czarna dziura ?
Tajemnica tajemnicy planety dziewiątej
Układ Słoneczny to duże miejsce i chociaż nasze techniki astronomiczne szybko się rozwijają, wiele małych światów w zewnętrznym układzie słonecznym jeszcze nie zostało odnalezionych. Uważa się jednak, że Planeta Dziewiąta jest bardziej znaczącym światem, o masie około 5 do 10 mas Ziemi, krążącym wokół Słońca w średniej odległości od 400 do 800 jednostek astronomicznych, czyli jednostek astronomicznych. Ponieważ jedna jednostka AU to średnia odległość, na jaką Ziemia okrąża Słońce, jest to 10-20 razy większa od odległości orbitalnej, na której Pluton okrąża Słońce. Jeśli istnieje, pokonanie jednej orbity Planety Dziewiątej zajmuje od 10 000 do 20 000 lat!
Urzekająca jest możliwość okrążenia Słońca przez duży świat na tak ogromną odległość. Badania innych układów gwiezdnych ujawniają, że egzoplanety między masami Ziemi i Neptuna są stosunkowo powszechne. Dlaczego nasz Układ Słoneczny nie zawiera świata w tym zakresie mas, jest zagadką, ale jeśli Planeta Dziewiąta naprawdę tam jest, byłoby to głębokie odkrycie historyczne, które zmieniłoby nasze rozumienie systemu planet krążących wokół naszego Słońca.
Dlaczego więc naukowcy uważają, że ta ekstremalna dziewiąta planeta istnieje? W 2016 roku łowcy planet Konstantin Batygin i Mike Brown z Kalifornijskiego Instytutu Technologii (Caltech) ogłosili odkrycie grupy bardzo odległych obiektów trans-Neptunowych (TNO), które były dziwnie skupione i poruszały się z podobnymi pozycjami orbitalnymi. Ich orbitalne ustawienie było dziwnie przechylone, więc wyglądało na to, że wszyscy zostali unieruchomieni przez oddziaływanie grawitacyjne z większym ciałem planetarnym. Ale w tym regionie nie istnieje żadne inne duże ciało planetarne, więc Batygin i Brown postawili hipotezę, że jest tam planeta, która jeszcze nie została odkryta. I tak zaczęło się polowanie.
Wystarczy powiedzieć, że każda planeta o tak ekstremalnej orbicie byłaby bardzo trudna do wykrycia, ale astronomowie przeszukują badania w podczerwieni z nadzieją, że odległy obiekt powoli pełznie po niebie. Jeśli jest tam, Planeta Dziewiąta powinna emitować promieniowanie podczerwone - energię wyciekającą z planety od czasu jej powstania - ale jak dotąd, poza efektami grawitacyjnymi czegoś w zewnętrznym Układzie Słonecznym, istnieje niewiele cennych bezpośrednich dowodów na istnienie Planety Dziewiątej.
Wprowadź hipotezę czarnej dziury
24 września astronomowie Jakub Scholtz z Durham University i James Unwin z University of Illinois w Chicago opublikowali nowe badanie opisujące ich alternatywną hipotezę, że dziwaczność grawitacyjna w najdalszych krańcach Układu Słonecznego nie jest spowodowana przez planetę w wszystko. Zamiast tego wskazali na obecność pierwotnej czarnej dziury, teorii, która wywołała pewne poruszenie.
Nie, tego rodzaju czarna dziura nie stanowi zagrożenia dla reszty Układu Słonecznego, ponieważ byłaby po prostu zbyt mała, ale w odległych regionach naszego Układu Słonecznego jej wpływ byłby znaczący. Jedynym dowodem na istnienie Planety Dziewiątej jest wpływ grawitacji, jaki wywiera na TNO, a czarne dziury są w końcu najbardziej grawitacyjnie wyposażonymi obiektami we Wszechświecie.
Pierwotne czarne dziury są najstarszym rodzajem czarnych dziur, o których przypuszcza się, że powstały zaraz po Wielkim Wybuchu. Wahania gęstości we wczesnym Wszechświecie szybko tworzyłyby czarne dziury o wszystkich masach. Te starożytne obiekty zostałyby rozrzucone po całym kosmosie iz czasem powoli wyparowałyby poprzez promieniowanie Hawkinga; mniejsze wyskakują jako pierwsze.
Chociaż wiele teorii ewolucji kosmicznej sugeruje, że powinny one istnieć, nie udało nam się jeszcze bezpośrednio zaobserwować pierwotnej czarnej dziury, chociaż istnieją pewne przekonujące dowody pośrednie. Na przykład analiza zjawisk mikrosoczewkowania - przejściowe pojaśnienie gwiazd spowodowane przez masywny obiekt przechodzący z przodu, powodujące krótkie pojaśnienie poprzez krzywiznę czasoprzestrzeni, tworząc soczewkę powiększającą - sugeruje, że istnieje tam populacja małych czarnych dziur, jak żadna inna. widoczne wskazówki, z wyjątkiem ich grawitacyjnego wpływu na czasoprzestrzeń.
Scholtz i Unwin na nowo przyjrzeli się osobliwościom TNO i zasymulowali, co by się stało, gdyby czarna dziura o masie od 5 do 10 mas Ziemi miała ekstremalną orbitę wokół Słońca. Rzeczywiście, ich modele sugerują, że pierwotna czarna dziura o masie w tym zakresie mogłaby spowodować podobne zaburzenia orbitalne w populacji TNO. Mogłoby to również wyjaśniać, dlaczego niewiele optycznych lub podczerwonych dowodów obserwacyjnych dla Planety Dziewiątej; pierwotna czarna dziura nie wygenerowała żadnego sygnału. W rzeczywistości, jeśli w pobliżu znajduje się czarna dziura, może ona również ciągnąć się wokół chmury ciemnej materii, która może anihilować, generując różne rodzaje promieniowania. Dlatego naukowcy sugerują, opierając się na swoich ustaleniach, że program eksperymentalny należy rozszerzyć, motywując „dedykowane poszukiwania ruchomych źródeł w promieniach rentgenowskich,promienie gamma i inne wysokoenergetyczne promienie kosmiczne ”, oninapisz w swoim artykule .
Pierwotne czarne dziury i kosmiczne hamburgery
Chociaż jest to interesujący kierunek badań, zastąpienie hipotetycznej planety hipotetycznym typem czarnej dziury może nadmiernie komplikować tajemnicę Planety Dziewiątej.
„Czy czarna dziura mogłaby wyjaśnić efekty grawitacyjne, które obserwujemy w zewnętrznym Układzie Słonecznym? Absolutnie!” Mówi Mike Brown. „Wiemy tylko, że jest tam coś o masie sześciu mas Ziemi i nie wiemy, co to jest”.
Brown wskazuje, że „planeta” byłaby oczywistym „czymś”, ale jeśli ma masę kilku Ziem, może to być wszystko. Ale prawdopodobieństwo, że jest to coś innego niż planeta, jest co najmniej niezwykle niskie. Brown dodaje z przymrużeniem oka: „To może być hamburger o masie sześciu mas Ziemi. Albo burrito… ale tak, może to być również czarna dziura o masie sześciu mas Ziemi. Fizyka oczywiście nie Nie obchodzi mnie ani trochę, z czego składa się sześć mas Ziemi.
„Równie dobrze można by postawić hipotezę, że każda egzoplaneta, którą wykrywamy jedynie metodą prędkości radialnej, jest czarną dziurą. Czy to możliwe? Tak! Czy ma to jakiś sens we wszechświecie? Nie.”
Podczas gdy badanie innych grawitacyjnych źródeł tego, co może zadzierać z TNO (bez względu na to, jak nieprawdopodobne są), jest dobrą nauką, bardziej prawdopodobne jest, że Planeta Dziewiąta jest planetą, a nie pierwotną czarną dziurą. Astronomowie muszą tylko kontynuować poszukiwania, a rośnie zgoda co do tego, że zostanie odkryta w nie tak odległej przyszłości.
Teraz to jest interesujące
Pierwsza czarna dziura kiedykolwiek znaleziono było Cygnus X-1, odkryto podczas lotów balonowych w 1960 roku, ale nie zidentyfikowane jako czarnej dziury na kolejne kilka lat. Według NASA jest 10 razy masywniejsza niż słońce.
