1 303
В замерзших внутренних районах нашей солнечной системы скрывается нечто большое, что, кажется, притягивает крошечные миры за орбитой Нептуна. Предполагается, что объектом является гипотетический мир под названием «Девятая планета», который имеет чрезвычайно обширную орбиту вокруг Солнца и вызывает всевозможные гравитационные хаосы в темноте. Но поскольку поиск Девятой планеты продолжается, и астрономам еще только предстоит взглянуть на него, другие исследователи размышляют над тем, каким еще может быть этот объект. Может это не планета вообще? Может ли это быть первичная черная дыра?
Тайна Девятой планеты
Солнечная система — большое пространство, и, хотя наши астрономические методы быстро развиваются, многие крошечные миры во внешней солнечной системе еще не найдены. Считается, что Девятая планета является более существенным миром, масса которого составляет около 5–10 масс Земли. Она движется вокруг Солнца на среднем расстоянии от 400 до 800 астрономических единиц, или АU. Так как один AU — это среднее расстояние, за которое Земля вращается вокруг Солнца, это в 10-20 раз больше орбитального расстояния, на котором Плутон вращается вокруг Солнца. Если она существует, Девятой планете требуется от 10000 до 20000 лет, чтобы пройти только одну орбиту!
Возможность большого мира, вращающегося вокруг солнца на таком огромном расстоянии, очаровывает. Исследования других звездных систем показывают, что экзопланеты между массами Земли и Нептуна относительно распространены. Почему наша солнечная система не содержит мира в этом диапазоне масс, является загадкой, но если бы Девятая планета действительно существовала, это было бы глубокое историческое открытие, которое изменило бы наше понимание системы планет, которые вращаются вокруг нашего Солнца.
Так почему же ученые считают, что эта крайняя планета существует? В 2016 году охотники за планетами Константин Батыгин и Майк Браун из Калифорнийского технологического института (Caltech) объявили об открытии группы очень далеких транснептуновых объектов (ТНО), которые странным образом сгруппированы и движутся с одинаковыми орбитальными ориентациями. Их орбитальное выравнивание было странно наклонено, поэтому казалось, что все они находились под влиянием гравитационных взаимодействий с большим планетарным телом. Но никакого другого большого планетарного тела в этом регионе не существует, поэтому Батыгин и Браун предположили, что там была еще не обнаруженная планета. И вот, охота началась.
Достаточно сказать, что любую планету с такой экстремальной орбитой было бы очень трудно обнаружить, но астрономы проводят инфракрасные исследования в надежде увидеть, как удаленный объект медленно движется по небу. Если она существует, Девятая планета должна излучать инфракрасное излучение — энергию, истекающую с планеты с момента ее образования. Но до сих пор, кроме гравитационных эффектов чего-то во внешней солнечной системе, существует очень мало ценных прямых доказательств существования Девятой планет.
Гипотеза черной дыры
24 сентября астрономы Якуб Шольц из Даремского университета и Джеймс Унвин из Иллинойского университета в Чикаго опубликовали новое исследование, описывающее их альтернативную гипотезу о том, что гравитационная странность в самых отдаленных уголках Солнечной системы не вызывается планетой. Вместо этого они указали на наличие исконной черной дыры. Эта теория вызвала некоторую сенсацию.
Нет, этот вид черной дыры не представляет опасности для остальной части солнечной системы, так как она будет слишком мала, но в отдаленных регионах нашей солнечной системы ее влияние будет значительным. Единственное свидетельство существования Девятой планеты, которое мы имеем, — это гравитационное воздействие, которое оно оказывает на транснептуновые объекты. А черные дыры, в конце концов, являются наиболее гравитационно одаренными объектами во вселенной.
Первичные черные дыры — это самый древний вид черной дыры, предположительно образовавшийся сразу после Большого взрыва. Колебания плотности в ранней вселенной быстро образовали черные дыры всех масс. Эти древние объекты были разбросаны по всему космосу, и со временем они медленно испаряются через излучение Хокинга. Меньшие появляются в первую очередь.
Хотя многие теории космической эволюции предполагают, что они должны существовать, нам еще предстоит непосредственно наблюдать первичную черную дыру, хотя существуют некоторые убедительные косвенные доказательства. Например, анализ событий микролинзирования — кратковременного осветления звезд, вызванного массивным объектом, проходящим впереди, вызывающим кратковременное осветление в результате искривления пространства-времени, создающего увеличительную линзу, — позволяет предположить, что существует множество маленьких черных дыр, не имеющих других видимых признаков, за исключением их гравитационного воздействия на пространство-время.
Шольц и Анвин смоделировали, что произойдет, если черная дыра с массой от пяти до 10 масс Земли будет иметь экстремальную орбиту вокруг Солнца. Конечно, их модели предполагают, что исконная черная дыра с массой в этом диапазоне вызовет аналогичные орбитальные возмущения в популяции транснептуновых объектов. Это также может объяснить, почему мало наблюдений оптических или инфракрасных наблюдений к Девятой планеты: первичная черная дыра не будет генерировать ни один сигнал.
Фактически, если черная дыра находится поблизости, она также может тянуться вокруг облака темной материи, которое может быть уничтожено, генерируя различные типы излучения. Поэтому исследователи предполагают, основываясь на своих выводах, что экспериментальная программа должна быть расширена, мотивируя специальные поиски движущихся источников в рентгеновских лучах.
Первичные черные дыры и космические гамбургеры
Хотя это интересный путь исследования, замена гипотетической планеты гипотетическим типом черной дыры может усложнить тайну Девятой планеты.
«Может ли черная дыра объяснить гравитационные эффекты, которые мы наблюдаем во внешней солнечной системе? Абсолютно!» Майк Браун говорит. «Все, что мы знаем, — это то , что существует нечто из шести масс Земли, и мы не знаем, что это такое».
Браун указывает, что «планета» была бы очевидным «чем-то», но, если она имеет массу в несколько Земель, это может быть что угодно. Но вероятность того, что это что-то отличное от планеты, крайне мала, если не сказать больше. Браун добавляет: «Это может быть гамбургер с шестью земными массами. Или буррито … но, да, это также может быть черная дыра с шестью земными массами.
«Вы могли бы также предположить, что каждая экзопланета, которую мы обнаруживаем только методом радиальной скорости, является черной дырой. Возможно ли это? Да! Имеет ли это какой-то смысл во Вселенной? Нет».
Хотя исследование других гравитационных источников того, что может связываться с транснептунными объектами (независимо от того, насколько они невероятны), является хорошей наукой, более вероятно, что Девятая планета является планетой, а не исконной черной дырой. Астрономам просто нужно продолжать поиск, и существует растущее единодушие в том, что это будет обнаружено в не столь отдаленном будущем.