Kunne Planet 9 være et oprindeligt sort hul?

For flere år, astronomer og kosmologer har teoretiseret om eksistensen af ​​en ekstra planet med en masse 10 gange større end Jordens, beliggende i de yderste områder af solsystemet. Denne hypotetiske planet, døbt Planet 9, kunne være kilden til gravitationseffekter, der ville forklare de usædvanlige mønstre i banerne for trans-neptunske objekter (TNO'er), fremhævet af eksisterende kosmologiske data. TNO'er er himmellegemer, der kredser om solen og er placeret ud over Neptun.

Med udgangspunkt i undersøgelser gennemført i de seneste år, Jakub Scholtz og James Unwin, to forskere ved Durham University og University of Illinois i Chicago, har for nylig udført en undersøgelse, der undersøger muligheden for, at Planet 9 er et oprindeligt sort hul. Deres papir, udgivet i Fysisk gennemgangsbreve , antager, at TNO'ers unormale kredsløb og et overskud af mikrolinsebegivenheder observeret i det 5-årige Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) datasæt samtidig kunne forklares ved eksistensen af ​​en specifik population af astrofysiske legemer (hvoraf den ene ville være Planet 9) . Mere specifikt, det introducerer ideen om, at Planet 9 og resten af ​​disse kroppe kan være primordiale sorte huller (PBH'er).

"Vores arbejde startede, da James og hans kone Laura tog til planetariet i Chicago og så en kort dokumentar om Planet 9, "Jakub Scholtz, en af ​​de forskere, der har udført undersøgelsen, fortalte Phys.org. "Det må have fanget James' opmærksomhed, fordi han ringede til mig dagen efter, og vi begyndte at finde ud af, om der er et andet objekt, der kunne være derude og efterligne en planet. Vi fandt på en række sjove scenarier:Bose-stjerner, ultrakompakte glorier af mørkt stof, primordiale sorte huller - og flere andre muligheder."

Et par måneder efter at de begyndte at udforske hypoteser om naturen af ​​Planet 9, et andet forskerhold ved University of Tokyo genanalyserede data indsamlet som en del af OGLE-eksperimentet. OGLE er et forskningsprojekt udført på universitetet i Warszawa, der indebar optagelse af billeder af himlen ved hjælp af avancerede teleskoper over lange perioder.

Reanalysen af ​​OGLE-datasættet pegede foreløbigt på eksistensen af ​​en population af PBH'er med en masse svarende til, hvad astronomer forudsagde massen af ​​Planet 9 ville være. Da Scholtz og Unwin lærte om disse foreløbige resultater, de begyndte specifikt at overveje muligheden for, at Planet 9 kan, faktisk, være et oprindeligt sort hul.

"De sidste stykker kom virkelig sammen, da vi indså, at de mørke stof-haloer, der omgiver de oprindelige sorte huller, ville være en måde at observere Planet 9, hvis det var et sort hul, på grund af røntgen/gamma-signalet, det afgiver, " sagde Scholtz. "På en eller anden måde, Formålet med vores undersøgelse var virkelig at formidle budskabet om, at ideen om et oprindeligt sort hul, der kredser om solen, ikke er så absurd, som det kan virke, og at vi måske burde være mere opmærksomme."

Hypotesen om, at de usædvanlige baner for TNO'er observeret i tidligere kosmologiske data kunne forklares ved eksistensen af ​​en ekstra planet (Planet 9), er allerede blevet udforsket af flere forskere, herunder et team på California Institute of Technology ledet af Michael Brown og Konstantin Batygin. Holdet på University of Tokyo, der genanalyserede OGLE-datasættet, på den anden side, var den første til at introducere ideen om, at overskuddet af mikrolinsehændelser observeret i OGLE-dataene kunne være bevis på eksistensen af ​​en population af PBH'er.

I det væsentlige, studiet af Scholtz og Unwin forbinder disse to hypoteser, tyder på, at den længe teoretiserede ekstra planet kunne, faktisk, være et sort hul, der tilhører den bestand af PBH'er, som Nikura og hendes kolleger ved University of Tokyo har foreslået. Ud over, forskerne viste, at et af de tidligere teoretiserede scenarier for oprindelsen af ​​Planet 9, kendt som "fangsten af ​​en frit svævende planet, " er lige så sandsynligt, når det betragtes som et scenarie, der involverer indfangning af en PBH fra befolkningen fremhævet af holdet i Japan.

"Jeg tror, ​​at vores undersøgelse har to vigtige vigtige resultater, " sagde Scholtz. "For det første, vi formåede at inspirere andre videnskabsmænd, som oprindeligt var skeptiske (som de burde være) over for dette scenarie, og der er kommet nogle meget sjove ideer ud af det. For eksempel, Edward Witten foreslog, at vi undersøger eksistensen af ​​Planet 9 gennem små rumsonder baseret på Starshot-programmet, og Loeb et al. påpegede, at en population af primordiale sorte huller ville forårsage lejlighedsvise glimt, når de støder på materiale på deres bane."

Det nylige papir af Scholtz og Unwin introducerer en ny, fascinerende hypotese om arten af ​​det, der hidtil er blevet omtalt som Planet 9. Denne hypotese kunne udforskes yderligere eller testes i nye forskningsstudier. Ud over, de to forskere er begyndt at se nærmere på bevægelige gammastråle- og røntgenkilder på himlen, et emne, der hidtil stort set er blevet ignoreret, på trods af den store mængde tilgængelige data, der ville gøre det muligt for forskere at studere dem.

"Vores fremtidige forskning vil hovedsageligt fokusere på at udforske forskellige eksisterende datasæt og lede efter beviser (eller mangel på samme) for bevægelige kilder på himlen, " sagde Scholtz. "Vi har identificeret en meget lovende metode, der kunne hjælpe os med at se en bevægende kilde, så længe vi detekterer kun omkring 10 kildefotoner om året med FERMI-teleskopet med stort område (i GeV-området)."

© 2020 Science X Network