有行星大小能吞噬彗星的黑洞吗?有可能。如果太阳系远处有一个这样的黑洞,有研究人员认为他们会知道怎么去寻找它。如果他们可以,我们或许最终会解决9号行星的问题。
研究人员是来自哈佛大学的科学教授Avi Loeb博士和哈弗大学的本科生Amir Siraj。这篇列出他们想法的文章名为“用LSST寻找太阳系外的黑洞”。这篇文章已经被《天体物理学杂志》所接受。
在海王星的轨道之外,某个具有足够大的质量的天体将柯伊伯带天体群(KBO)吸引到一起。第九行星假说可以解释这一情况。但找到这个星球是一个几乎不可能的任务,它的存在仍然是一个假设。
第九行星(淡绿色,被标记为“P9”)的轨道图和几个海王星外的星体。每个背景方块的宽度均为100 AU。
一些研究人员针对柯伊伯带天体的轨道异常提出了其他解释。比如“冰盘”解释。另一项研究表明,柯伊伯带天体群本身的共同质量导致这一情况的发生。
但出现了另外一种可能的解释。
在新的论文中,两位研究人员提出一个太初黑洞可能潜藏在该区域。
我们通常认知到的黑洞是恒星黑洞。一颗巨大恒星到达生命尽头并在重力作用下坍塌,最终形成恒星黑洞。我们通常还了解超大质量黑洞(SMBH),它们位于像我们所处的这样大的星系的中心。这些庞然大物的质量可能是太阳的数十亿倍,难以想象的巨大。
但太初黑洞要小得多。根据假设,它们是在大爆炸之后由于密度波动形成的。他们没有任何前身星。
“……九号行星可能是一个葡萄柚大小、质量是地球五到十倍的黑洞。”阿米尔·西拉杰(Amir Siraj),合著者之一,哈佛大学本科生
勒布(Loeb)和西拉杰(Siraj)并不是首先提出KBO轨道异常是由于存在太初黑洞的人。但他们认为,如果那个区域有一个太初黑洞,他们知道如何找到它--持续观察,直到太初黑洞吸收任何其他的物质,比如彗星。
Siraj在新闻稿中表示:“在黑洞附近,从星际介质进入黑洞的气体,其吸积盘产生的热量使靠近黑洞的小星体融化。小星体一旦融化,它们将受到黑洞的潮汐影响,坠入黑洞的吸积盘。”
勒布补充说:“由于黑洞本来很暗,所以物质进入黑洞口时发出的辐射是照亮这种黑暗环境的唯一方法。”
“我们发现,假如第九行星是黑洞的话,它的存在就可以通过
由奥尔特云的小天体驱使形成的短期吸积耀斑,被LSST(大型全景巡天望远镜)发现,因为这种耀斑每年至少都会被探测到好几次。“作者在其论文中写道。
但是在不知道第九行星位置的情况下,怎么密切关注到它呢?
这就是维拉C鲁宾天文台的工作,和它对时空的遗留调查。(2019年9月,正在智利帕冬山上建造的维拉C鲁宾天文台
图片来源:大型巡天望远镜项目办公室)
LSST是一项为期十年的项目,用以反复绘制南部的天空地图。它将以每三个夜晚为一周期通过广角镜头观测整个南部天空,因此它的观测将有利于天文、天体物理和宇宙学等一系列问题的解决。同时,它在探测瞬变现象上也很有作用,比如发现超新星、存在潜在危险的星体,甚至是当黑洞吞噬彗星或其他物质时发出的闪光。
"LSST视野广阔,通过不断地覆盖整片天空搜寻瞬变耀斑,“勒布说,“其他望远镜善于瞄准已知目标;但是我们并不知道第九行星的准确位置,我们只知道它可能存在的广阔区域。”西拉杰又补充道:“LSST每周两次探测星空的这一能力非常有值。”此外,它空前未有的深度使它能够探测到相对更小的撞击物所产生的耀斑,而这些耀斑比大型撞击物产生得更为频繁。
焦平面是VCR天文台照相机的核心,因为来自数十亿星系的光
都在上面汇聚成一个焦点。焦平面由189个电荷耦合度装(CCD)传感器以21组3X3阵列的方式组成,安装在称为筏的平台上。整个系统冷却至-100摄氏度左右以减少噪音。64厘米宽的焦平面和3.5度的视场相当,这就意味着相机每次曝光都可以捕捉到比40倍满月面积还大的区域,所以一个LSST的图像就相当3000个HST(哈勃太空望远镜)图像。(图像来源:LSST组织)
维拉.C.鲁宾天文台拥有自动探测这些耀斑的能力,而其他作用域则需被设定探测位置。“这个方法可以探测或排除围困在奥尔特云边缘的行星质量的黑洞,或者大约10万个天文单位。”西拉杰说。
科学家们怀疑原始黑洞可能就是暗物质,而LSST的观测则有可能确认原始黑洞的存在,或者排除掉,这对回答暗物质/黑洞问题都很有影响,“因为这可能涉及到对原始黑洞中包含暗物质的比例提出新的限制。”
这幅艺术家的画作展示了一个恒星黑洞,它从旁边的一颗蓝色恒星中提取物质。恒星黑洞的表亲,原始黑洞,能解释我们宇宙中的暗物质吗?作者:NASA/CXC/M.WeissIf。那里有一个黑洞,它很重,但是很小。探测它的唯一方法是通过耀斑。Siraj说:“对于在外太阳系观测到的异常轨道,有很多推测是关于其他解释的。”。“提出的一个想法是行星9可能是一个葡萄柚大小的黑洞,质量是地球的5到10倍。”
我们不知道这个小黑洞多久会爆发一次,但巡天望远镜的优点在于它不需要聚焦在这个区域就能看到耀斑。它观察整个南半球,并会注意到发生的一切。对耀斑的多次观测将使科学家了解其耀斑速率。更好的是,他们可以跟踪它的轨道。“如果在一年的时间里观测到多次爆发,”作者写道,“震源的自身运动可以用来确定波黑的轨道参数。” 如果我们发现太阳系中有一个原始黑洞,那将对我们的理解产生冲击。这会立刻引发一堆问题。希望有一个任务去研究这个地区。
“太阳系的外围是我们的后院。“找到第九颗行星就像发现一个表妹住在你家后面的小屋里,你从来都不知道,”勒布说。“这立刻引发了人们的疑问:为什么会出现这种情况?它是如何获得它的特性的?它塑造了太阳系的历史吗?还有类似的吗?”
作者:EVAN GOUGH
FY:Astronomical volunteer team
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翻译:天文志愿文章组-协作翻译小分队
联合署名:随风飘的月影兰,乙酰乙酸乙酯环乙二缩酮,星蚊,七幼稚,
审核:天文志愿文章组-
排版:零度星系
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自:https://www.universetoday.com/146917/if-planet-9-is-a-primordial-black-hole-we-might-be-able-to-see-flares-when-it-consumes-comets/
本文由天文志愿文章组-随风飘的月影兰,乙酰乙酸乙酯环乙二缩酮,星蚊,七幼稚翻译自EVAN GOUGH的作品,如有相关内容侵权,请于三十日以内联系运营者删除。
注意:所有信息数据庞大,难免出现错误,还请各位读者海涵以及欢迎斧正。
全文排版:天文在线(零度星系)
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3.原文来自:https://www.universetoday.com/146917/if-planet-9-is-a-primordial-black-hole-we-might-be-able-to-see-flares-when-it-consumes-comets/
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