Er Planet Nine egentlig et primært sort hul?

Der er noget stort, der lurer i det frosne bagland i vores solsystem, der ser ud til at rykke i de små verdener ud over Neptuns bane. Objektet formodes at være en hypotetisk verden kaldet "Planet ni, "som har en ekstremt fjernt bane rundt om solen og forårsager alle former for tyngdekraftkaos i mørket. Men efterhånden som søgen efter Planet Nine fortsætter, og astronomer mangler endnu at få et glimt af det, andre forskere overvejer, hvad objektet ellers kan være. Kan det slet ikke være en planet? Kan det være en oprindelige sorte hul ?

The Mystery of the Mystery of Planet Nine

Solsystemet er et stort sted, og mens vores astronomiske teknikker hurtigt skrider frem, mange bittesmå verdener i det ydre solsystem mangler endnu. Planet Nine menes at være en temmelig mere omfattende verden, imidlertid, med en masse på omkring fem til 10 jordmasser, scooter rundt om solen i en gennemsnitlig afstand på 400 til 800 astronomiske enheder, eller AU'er. Da en AU er den gennemsnitlige afstand, Jorden kredser om solen, det er 10-20 gange den orbitale afstand, hvor Pluto kredser om solen. Hvis den findes, Planet Nine tager mellem 10, 000 og 20, 000 år at gennemføre kun en bane!

Muligheden for at en stor verden kredser om solen på så stor afstand er fængslende. Undersøgelser af andre stjernesystemer afslører, at eksoplaneter mellem Jordens masser og Neptun er relativt almindelige. Hvorfor vores solsystem ikke indeholder en verden inden for dette masseområde er et puslespil, men hvis Planet Nine virkelig er derude, det ville være en dybtgående historisk opdagelse, der ville omforme vores forståelse af det planetsystem, der kredser om vores sol.

Så, hvorfor tror forskere, at denne ekstreme niende planet er derude? I 2016, planetjægere Konstantin Batygin og Mike Brown fra California Institute of Technology (Caltech) annoncerede deres opdagelse af en gruppe meget fjerne trans-neptuniske objekter (TNO'er), der alle var mærkeligt grupperet og bevægede sig med lignende kredsløb. Deres orbitaljustering var underligt tiltet, så det så ud til, at de alle blev korreleret af gravitationsinteraktionerne med et større planetarisk legeme. Men der findes ikke noget andet stort planetarisk legeme i den region, så Batygin og Brown antog, at der var en planet, der endnu ikke var opdaget. Også, jagten begyndte.

Det er nok at sige, enhver planet med en bane denne ekstreme ville være meget vanskelig at få øje på, men astronomer gennemsøger infrarøde undersøgelser med håb om at se et fjernt objekt langsomt kravle hen over himlen. Hvis det er derude, Planet Nine skulle udsende infrarød stråling - energi lækker fra planeten siden dens dannelse - men indtil videre, bortset fra tyngdekraften af noget i det ydre solsystem, værdifuldt lille direkte bevis for Planet Nines eksistens eksisterer.

Indtast Black Hole Hypothesis

Den 24. september, astronomerne Jakub Scholtz fra Durham University og James Unwin fra University of Illinois i Chicago offentliggjorde en ny undersøgelse, der beskriver deres alternative hypotese om, at tyngdekraften i de yderste række af solsystemet slet ikke er forårsaget af en planet. I stedet, de pegede på tilstedeværelsen af ​​et oprindeligt sort hul, en teori, der har vakt lidt opsigt.

Ingen, denne form for sort hul udgør ikke en fare for resten af ​​solsystemet, da den simpelthen ville være for lille, men i de fjerne områder af vores solsystem, dens indvirkning ville være betydelig. Det eneste bevis, vi har for Planet Nines eksistens, er de tyngdekraftseffekter, det har på TNO'er, og sorte huller er de mest gravitationsmæssigt begavede objekter i universet, trods alt.

Ur -sorte huller er den ældste form for sort hul, der antages at have dannet sig lige efter Big Bang. Tæthedsudsving i det tidlige univers ville hurtigt have dannet sorte huller af alle masser. Disse gamle genstande ville have været kastet i hele kosmos og over tid, de ville langsomt være fordampet via Hawking Radiation; mindre dukker først op af eksistensen.

Mens mange teorier om kosmisk evolution tyder på, at de burde eksistere, vi har endnu ikke direkte observeret et oprindeligt sort hul, selvom der findes nogle overbevisende indirekte beviser. For eksempel, analyse af mikrolenseringshændelser - den forbigående lysning af stjerner forårsaget af et massivt objekt, der passerer foran, forårsager en kort lysning via krumning af rumtiden og skaber en forstørrelseslinse - antyd at der er en population af små sorte huller derude uden andre synlige spor bortset fra deres tyngdekrafts indvirkning på rumtiden.

Scholtz og Unwin tog et nyt kig på TNO's særegenheder og simulerede, hvad der ville ske, hvis et sort hul med en masse på mellem fem og 10 jordmasser havde en ekstrem bane omkring solen. Helt sikkert, deres modeller tyder på, at et oprindeligt sort hul med en masse inden for dette område ville forårsage lignende orbitalforstyrrelser i befolkningen af ​​TNO'er. Dette kan også forklare, hvorfor lidt optisk eller infrarødt observationsbevis for Planet Nine; et oprindeligt sort hul ville ikke generere nogen af ​​signalerne. Faktisk, hvis et sort hul er i nærheden, det kan også trække rundt i en sky af mørkt stof, der kan udslette, frembringer forskellige former for stråling. Forskerne foreslår derfor, baseret på deres resultater, at forsøgsprogrammet skal udvides, motiverende "dedikerede søgninger efter kilder i bevægelse i røntgenstråler, gammastråler og andre kosmiske stråler med høj energi, "skriver de i deres papir.

Ur -sorte huller og rumhamburger

Selvom dette er en interessant undersøgelsesvej, udskiftning af en hypotetisk planet med en hypotetisk type sort hul kan overkomplicere mysteriet om Planet ni.

"Kunne et sort hul forklare de tyngdekraftseffekter, vi ser i det ydre solsystem? Absolut!" Siger Mike Brown. ”Alt, hvad vi ved, er, at der er en seks jordmasser noget der ude, og vi ved ikke, hvad noget er. "

Brown påpeger, at "en planet" ville være det indlysende "noget, "men så længe den har en masse på et par jordarter, det kan være hvad som helst. Men sandsynligheden for, at det er alt andet end en planet, er mildest talt ekstremt lav. Med tungen i kinden, Brown tilføjer:"Det kan være en hamburger med seks jordmasser. Eller en burrito ... men, Ja, Det kan også være et sort jord med seks jordmasser. Fysikken, selvfølgelig, er lige lidt ligeglad med, hvad de seks jordmasser består af.

"Du kan lige så godt hypotese, at enhver exoplanet, som vi kun opdager via metoden radialhastighed, er et sort hul. Er det muligt? Ja! Giver det nogen mening i universet? Ingen."

Mens man undersøger andre gravitationskilder til, hvad der kan rode med TNO'er (uanset hvor usandsynlige de er), er god videnskab, det er mere sandsynligt, at Planet Nine er en planet og ikke et oprindeligt sort hul. Astronomer skal bare fortsætte med at søge, og der er en voksende enighed om, at det vil blive opdaget i en ikke så fjern fremtid.

Det første sorte hul, der nogensinde blev fundet, var Cygnus X-1, opdaget under ballonflyvninger i 1960'erne, men ikke identificeret som et sort hul i flere år endnu. Ifølge NASA, den er 10 gange mere massiv end solen.