太阳系里有黑洞天文学家猜想第九行星或是原初黑洞

自从 2006 年国际地理联合会投票将冥王星降级为矮行星后，地理学家们寻觅太阳系第九大行星继任者的热心依然不减。最近的几年，不断有依据标明，在太阳系的最外延极有或许存在着真实的第九行星，通过对周围星体的引力拉动来宣告着自己的存在。

但最近有地理学家提出了一个颠覆性的猜测。英国杜伦大学的物理学家 Jakub Scholtz 与美国伊利诺斯大学的 James Unwin 近来在预印本网站 arXiv 上的一篇文章中提出：咱们至今未能发现所谓第九行星，或许由于它不是一颗行星，而是一个原初黑洞（primordial black hole），其直径不到 5 厘米，但密度极高，正与地球相同绕着太阳运转。

（来历：维基百科）

若该假定建立，那么现有的光学和红外望远镜将无法对其进行观测，地理学家或许需求采纳适用于原初黑洞的方法来寻觅第九行星的脚印。与此一起，该猜测也稀有提出：咱们在太阳系中，或许正与黑洞为邻。

何为第九行星

众所周知，现在太阳系的八大行星中，除地球之外，还有水星、金星、火星、木星、土星、天王星和海王星。

但除了这 8 大行星，咱们地点的太阳系其实十分热烈，尤其是太阳系的边际，遍及着由岩石和冰块组成的星体。这些坐落海王星轨迹外侧的星体数量很多，它们组成了闻名的柯伊伯带。柯伊伯带上有的星体个头很小，简单遭到邻近大行星的引力扰动，例如海王星的引力就对它们影响很大。

图 | 太阳系边际星体数量很多（来历：NASA）

但柯伊伯带中却还存在着一组运动十分独立的星体，它们的轨迹大不相同。一些星体乃至是绕太阳公转，另一些的轨迹具有偏心率极高（很扁的椭圆），还有一些轨迹平面上翘，与黄道面构成了明显的夹角。

要发作这样的作用，一个海王星是不行的，当然一个冥王星也远远不行。所以，有学者提出了一个假定，一定有其它大质量的星体也在某个当地暗暗发力，也便是闻名的“第九行星（Planet Nine）”。

图丨这幅图描绘了悠远的柯伊伯带天体和 9 号行星的轨迹。紫色轨迹首要受 9 号行星的引力操控，比较密布。另一方面，绿色轨迹与海王星严密耦合，相对松懈。最新的轨迹核算标明，9 号行星是一颗质量约为地球 5 倍的行星，它大约坐落轨迹的偏心上，运转周期约为 1 万年。（来历: James Tuttle Keane /加州理工学院）

从姓名中也能看出，尽管至今未能找到第九行星，但大都研讨都仍是依据“第九行星是一颗行星”的根底之上。但为何 Scholtz 和 Unwin 会提出“第九行星是黑洞”的猜测呢？这一研讨的原因还需从原初黑洞说起。

奥秘的原初黑洞

原初黑洞（primordial black hole），又称为太初黑洞，是一种设想的黑洞类型。这类黑洞不是由大质量恒星的引力坍缩构成的，而是来历于国际前期大爆炸暴升时物质的超高密度。

尽管到现在为止，并没有任何依据能直接支撑原初黑洞的存在，但此前有多个研讨指向：原初黑洞或许是普遍存在的。其间一个重要的研讨便是由波兰华沙大学建议的一个研讨项目：光学重力透镜试验（Optical Gravitational Lensing Experiment，简称 OGLE），其方针是依据引力透镜效应（gravitational lensing），来寻觅国际中的乌黑物质。

依据广义相对论，引力透镜效应便是当布景光源宣布的光在引力场（如星系、星系团及黑洞）邻近通过期，光线会像通过透镜相同发作曲折。

图 | 引力透镜模仿的黑洞（图源：Wikipedia）

大都引力场都是巨大的，它或许是一整个星系乃至是星系团，但 OGLE 研讨进程中观测到的多个成果指出：有些引力场或许并没有星系那么大，且离太阳系的间隔或许十分近，乃至就在咱们地点的银河系内。这些物质密度十分高，质量可以到达地球的 5 倍左右。

这些物质究竟是什么？现在的研讨还未能对此作出判别，而其间一个重要的猜测便是：原初黑洞。或许正是原初黑洞，在银河系的范围内构成了引力透镜效应。

这一或许性引起了 Scholtz 和 Unwin 的留意。他们将原初黑洞与第九行星联系了起来。

他们标明，假如 OGLE 观测到的引力透镜事情是原初黑洞构成，那么被太阳系捕获的原初黑洞也或许让太阳系边际的星体呈现轨迹反常。

是行星，仍是黑洞？

在最新的研讨中，Scholtz 和 Unwin 从“第九行星怎么构成”的视点讨论了这种或许性。他们以为，若第九行星是一颗行星，那么它要呈现在当时的方位，或许的方法只要三种：

榜首，第九行星便是在现有的方位构成。这种或许性不大，原因是从太阳系构成至今，并没有满足的时刻让一个超大质量的行星在如此远离太阳的间隔构成。

第二，第九行星开始在更接近太阳的方位构成，再通过某种方法被“弹射”到现有的方位上。但要将这颗行星“弹射”到现有的方位，需求的条件也极为严苛，例如邻近的一颗恒星通过。但现有的研讨标明，这种状况在太阳系的历史上并未呈现过。

终究一种或许性则是：第九行星原本是一个自在起浮行星（free-floating planet），开始并没有环绕任何恒星公转，但在偶尔状况下被太阳的引力场捕获，终究来到了现有的方位上绕太阳运转。不过现在人类对自在起浮行星的知道也较少。

尽管这三种假定都是建立在“第九行星自身是一颗行星”的根底之上，但 Scholtz 和 Unwin 以为，假如太阳系可以捕获一个自在起浮行星，那相同的原理下，太阳的引力场也或许捕获一个原初黑洞。

图 | 猜测黑洞直径约为 5 cm，质量为地球 5 倍（来历：麻省理工科技谈论）

这一猜测最重要的成果在于，若第九行星是一个原初黑洞，那么通过光学和红外望远镜都无法观测到它的存在，意味着现在许多地理学家寻觅第九行星的尽力都或许是无用功。

那么怎么才干找到这个奥秘的第九行星？依据他们的猜测，Scholtz 和 Unwin 一起也指出了他们接下来即将进行观测作业。

他们假定原初黑洞周围包裹着一圈暗物质，这些暗物质粒子的湮灭会发作伽马射线。这一现象给人类观测留下了时机，地理学家可通过费米伽玛射线空间望远镜对该现象进行调查。

Scholtz 和 Unwin 标明已有进一步的研讨方案，未来将对费米伽玛射线空间望远镜捕获的数据进行剖析，进一步寻觅相关头绪。

客观来说，“第九行星是一个黑洞”仅仅只是一个依据猜测的猜测，且论文自身还未正式宣布。

其学术价值或许需求通过更多专业的讨论和判别，但除此之外，这一猜测对学界以外的人来说也并不是全无含义。

在人类对众多星空的探究远谈不上充沛的今日，咱们对乌黑的太空有着很多依据现有理论的幻想，而 Scholtz 和 Unwin 以及其他正在提出猜测、证明猜测的地理学家还在不断告知咱们：地球之外的国际，或许远比咱们幻想中的愈加奇特。这或许才是这一猜测最让人振奋的当地。

-End-

参阅：

https:///s/614441/is-planet-9-actually-a-primordial-black-hole/

论文地址：

https://arxiv.org/abs/1909.11090

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