มีบางอย่างที่ใหญ่แอบซุ่มอยู่ในชนบทแช่แข็งของระบบสุริยะของเราที่ดูเหมือนจะดึงในโลกเล็ก ๆ วงโคจรเป็นของดาวเนปจูน วัตถุนี้ถูกสันนิษฐานว่าเป็นโลกสมมุติที่เรียกว่า " Planet Nine " ซึ่งมีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ที่ไกลมากและก่อให้เกิดความโกลาหลของแรงโน้มถ่วงทุกชนิดในความมืด แต่ในขณะที่การค้นหา Planet Nine เกิดขึ้นและนักดาราศาสตร์ก็ยังไม่ได้เห็นมันมากนักนักวิจัยคนอื่น ๆ ก็กำลังไตร่ตรองว่าวัตถุนั้นจะเป็นอย่างไร มันอาจจะไม่ใช่ดาวเคราะห์เลยหรือ? มันอาจจะเป็นหลุมดำดึกดำบรรพ์ หรือไม่?
The Mystery of the Mystery of Planet Nine
ระบบสุริยะเป็นสถานที่ขนาดใหญ่และในขณะที่เทคนิคทางดาราศาสตร์ของเราก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็ว แต่ยังไม่พบโลกเล็ก ๆ จำนวนมากในระบบสุริยะชั้นนอก Planet Nine ถูกมองว่าเป็นโลกที่มีความสำคัญมากกว่าอย่างไรก็ตามมีมวลประมาณ 5 ถึง 10 มวลโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ในระยะทางเฉลี่ย 400 ถึง 800 หน่วยดาราศาสตร์หรือ AU เนื่องจาก AU หนึ่งคือระยะทางเฉลี่ยที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์นั่นคือ 10-20 เท่าของระยะทางโคจรที่ดาวพลูโตโคจรรอบดวงอาทิตย์ หากมีอยู่จริง Planet Nine จะใช้เวลาระหว่าง 10,000 ถึง 20,000 ปีในการโคจรเพียงครั้งเดียว!
ความเป็นไปได้ของโลกขนาดใหญ่ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ในระยะทางที่ไกลออกไปนั้นน่าดึงดูดใจ การศึกษาระบบดาวอื่น ๆ พบว่าดาวเคราะห์นอกระบบระหว่างมวลโลกและดาวเนปจูนเป็นเรื่องปกติ เหตุใดระบบสุริยะของเราจึงไม่มีโลกในช่วงมวลนี้จึงเป็นปริศนา แต่ถ้า Planet Nine อยู่ที่นั่นจริงๆมันจะเป็นการค้นพบทางประวัติศาสตร์ที่ลึกซึ้งซึ่งจะเปลี่ยนความเข้าใจของเราเกี่ยวกับระบบของดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ของเรา
เหตุใดนักวิทยาศาสตร์จึงคิดว่าดาวเคราะห์ดวงที่เก้าสุดขั้วนี้อยู่ที่นั่น? ในปี 2559 นักล่าดาวเคราะห์ Konstantin Batygin และ Mike Brown จาก California Institute of Technology (Caltech) ได้ประกาศการค้นพบกลุ่มของวัตถุทรานส์ - เนปจูนที่อยู่ห่างไกลมาก (TNO) ซึ่งล้วนรวมกลุ่มกันอย่างแปลกประหลาดและเคลื่อนที่โดยมีการจัดแนววงโคจรที่คล้ายกัน การจัดตำแหน่งวงโคจรของพวกมันเอียงอย่างแปลกประหลาดดังนั้นดูเหมือนว่าพวกมันทั้งหมดถูกถ่วงด้วยปฏิสัมพันธ์ระหว่างแรงโน้มถ่วงกับร่างกายของดาวเคราะห์ที่ใหญ่กว่า แต่ไม่มีดาวเคราะห์ขนาดใหญ่อื่นใดอยู่ในบริเวณนั้นดังนั้น Batygin และ Brown จึงตั้งสมมติฐานว่ามีดาวเคราะห์ที่ยังไม่ถูกค้นพบอยู่ที่นั่น ดังนั้นการล่าจึงเริ่มขึ้น
พอจะกล่าวได้ว่าดาวเคราะห์ใด ๆ ที่มีวงโคจรสุดขั้วนี้จะมองเห็นได้ยากมาก แต่นักดาราศาสตร์กำลังสำรวจอินฟราเรดด้วยความหวังว่าจะได้เห็นวัตถุที่อยู่ห่างไกลค่อยๆคืบคลานไปบนท้องฟ้า ถ้ามันอยู่ที่นั่น Planet Nine ควรจะปล่อยรังสีอินฟราเรดซึ่งเป็นพลังงานที่รั่วไหลออกมาจากดาวเคราะห์ตั้งแต่การก่อตัว - แต่จนถึงขณะนี้นอกเหนือจากผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงของบางสิ่งในระบบสุริยะภายนอกแล้วยังมีหลักฐานโดยตรงอันมีค่าเล็กน้อยสำหรับการดำรงอยู่ของ Planet Nine
เข้าสู่สมมติฐานหลุมดำ
เมื่อวันที่ 24 กันยายนนักดาราศาสตร์ Jakub Scholtz จากมหาวิทยาลัย Durham และ James Unwin จาก University of Illinois ที่ชิคาโกได้เผยแพร่ผลการศึกษาใหม่ที่อธิบายถึงสมมติฐานทางเลือกของพวกเขาที่ว่าความแปลกประหลาดของแรงโน้มถ่วงในช่วงนอกสุดของระบบสุริยะไม่ได้เกิดจากดาวเคราะห์ที่ ทั้งหมด. แต่พวกเขาชี้ไปที่การปรากฏตัวของหลุมดำดึกดำบรรพ์ซึ่งเป็นทฤษฎีที่ก่อให้เกิดความปั่นป่วนเล็กน้อย
ไม่หลุมดำแบบนี้ไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อส่วนที่เหลือของระบบสุริยะเพราะมันจะเล็กเกินไป แต่ในพื้นที่ห่างไกลของระบบสุริยะของเราผลกระทบของมันจะมีนัยสำคัญ หลักฐานเดียวที่เรามีสำหรับการดำรงอยู่ของ Planet Nine คือผลของความโน้มถ่วงที่มีต่อ TNO และหลุมดำเป็นวัตถุที่มีแรงโน้มถ่วงมากที่สุดในจักรวาล
หลุมดำดึกดำบรรพ์เป็นหลุมดำที่เก่าแก่ที่สุดซึ่งถูกตั้งสมมติฐานว่าก่อตัวขึ้นหลังจากบิ๊กแบง ความผันผวนของความหนาแน่นในเอกภพยุคแรกจะก่อให้เกิดหลุมดำของมวลทั้งหมดอย่างรวดเร็ว วัตถุโบราณเหล่านี้จะถูกเหวี่ยงไปทั่วทั้งจักรวาลและเมื่อเวลาผ่านไปพวกมันจะค่อยๆระเหยผ่าน Hawking Radiation; คนตัวเล็กกว่าโผล่ออกมาจากตัวตนก่อน
ในขณะที่ทฤษฎีวิวัฒนาการของจักรวาลหลายทฤษฎีชี้ให้เห็นว่าควรมีอยู่จริง แต่เรายังไม่ได้สังเกตเห็นหลุมดำดึกดำบรรพ์โดยตรงแม้ว่าจะมีหลักฐานทางอ้อมที่น่าสนใจอยู่ก็ตาม ตัวอย่างเช่นการวิเคราะห์เหตุการณ์ microlensing - ความสว่างชั่วคราวของดาวที่เกิดจากวัตถุขนาดใหญ่ผ่านไปข้างหน้าทำให้เกิดความสว่างสั้น ๆ ผ่านความโค้งของกาลอวกาศที่สร้างเลนส์ขยาย - แนะนำว่ามีหลุมดำขนาดเล็กจำนวนมากอยู่ที่นั่นโดยไม่มีหลุมดำอื่น ๆ เบาะแสที่มองเห็นได้ยกเว้นผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงที่มีต่อกาลอวกาศ
Scholtz และ Unwin ได้ดูลักษณะเฉพาะของ TNO ใหม่และจำลองสิ่งที่จะเกิดขึ้นหากหลุมดำที่มีมวลระหว่าง 5 ถึง 10 มวลโลกมีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์มาก แน่นอนว่าแบบจำลองของพวกเขาชี้ให้เห็นว่าหลุมดำดึกดำบรรพ์ที่มีมวลอยู่ในช่วงนี้จะทำให้เกิดการรบกวนของวงโคจรที่คล้ายกันในประชากรของ TNO นอกจากนี้ยังสามารถอธิบายได้ว่าทำไมจึงมีหลักฐานการสังเกตการณ์ทางแสงหรืออินฟราเรดเพียงเล็กน้อยสำหรับ Planet Nine; หลุมดำดึกดำบรรพ์จะไม่สร้างสัญญาณ ในความเป็นจริงถ้าหลุมดำอยู่ใกล้ ๆ มันอาจลากก้อนเมฆแห่งความมืดที่อาจทำลายล้างสร้างรังสีประเภทต่างๆ ดังนั้นนักวิจัยจึงเสนอว่าจากการค้นพบของพวกเขาที่ว่าโปรแกรมการทดลองจำเป็นต้องได้รับการขยายโดยสร้างแรงจูงใจให้ "การค้นหาโดยเฉพาะสำหรับการเคลื่อนย้ายแหล่งที่มาในรังสีเอกซ์รังสีแกมมาและรังสีคอสมิกพลังงานสูงอื่น ๆ "พวกมันเขียนในกระดาษของพวกเขา
หลุมดำดึกดำบรรพ์และแฮมเบอร์เกอร์อวกาศ
แม้ว่านี่จะเป็นแนวทางการศึกษาที่น่าสนใจ แต่การแทนที่ดาวเคราะห์สมมุติด้วยหลุมดำประเภทสมมุติฐานอาจทำให้ความลึกลับของดาวเคราะห์ไนน์ซับซ้อนเกินไป
"หลุมดำสามารถอธิบายผลกระทบของแรงโน้มถ่วงที่เราเห็นในระบบสุริยะชั้นนอกได้หรือไม่? ไมค์บราวน์กล่าว "ทั้งหมดที่เรารู้ก็คือว่ามีหกมวลโลกบางสิ่งบางอย่างออกมีและเราไม่ทราบว่าสิ่งที่เป็น."
บราวน์ชี้ให้เห็นว่า "ดาวเคราะห์" จะเป็น "บางสิ่ง" ที่ชัดเจน แต่ตราบใดที่มันมีมวลของโลกไม่กี่ดวงก็อาจเป็นอะไรก็ได้ แต่ความเป็นไปได้ของการเป็นสิ่งอื่นที่ไม่ใช่ดาวเคราะห์นั้นต่ำมากที่จะพูดอย่างน้อยที่สุด ด้วยลิ้นที่แก้มบราวน์กล่าวเสริม: "มันอาจจะเป็นแฮมเบอร์เกอร์ที่มีมวลโลกถึงหกก้อนหรือเบอร์ริโต ... แต่ใช่มันอาจจะเป็นหลุมดำที่มีมวลโลกถึงหกก้อนก็ได้เช่นกันแน่นอนว่าฟิสิกส์ไม่ได้ ไม่สนใจสักนิดว่ามวลทั้งหกของโลกนั้นทำมาจากอะไร
"คุณสามารถตั้งสมมติฐานได้อย่างดีพอ ๆ กันว่าดาวเคราะห์นอกระบบทุกดวงที่เราตรวจพบด้วยวิธีความเร็วตามแนวรัศมีเท่านั้นเป็นหลุมดำเป็นไปได้หรือไม่ใช่มันมีความหมายในจักรวาลหรือไม่ไม่"
ในขณะที่การตรวจสอบแหล่งที่มาของความโน้มถ่วงอื่น ๆ ของสิ่งที่อาจทำให้ TNO ยุ่งเหยิง (ไม่ว่าจะเป็นไปได้แค่ไหนก็ตาม) เป็นวิทยาศาสตร์ที่ดีมีแนวโน้มว่า Planet Nine เป็นดาวเคราะห์และไม่ใช่หลุมดำดึกดำบรรพ์ นักดาราศาสตร์ต้องค้นหาต่อไปและมีความเห็นเป็นเอกฉันท์มากขึ้นว่าจะถูกค้นพบในอนาคตอันไม่ไกล
ตอนนี้น่าสนใจ
หลุมดำครั้งแรกที่เคยพบคือหงส์ X-1 ค้นพบในระหว่างเที่ยวบินบอลลูนในปี 1960 แต่ไม่ได้ระบุว่าเป็นหลุมดำอีกหลายปี ตามที่ NASA ระบุว่ามีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ 10 เท่า
