天文在线 天文在线 2021-11-07 16:22
黑洞与我们的距离，可能没有你想象中那么远
艺术家想象中彗星被黑洞摧毁的模样。新的研究表明，我们可以探测到这个假想黑洞的存在。图片来源: M. Weiss
您可能听说过第九行星——一个被认为存在于太阳系外围的假想行星。可能它根本不是行星，而是一个小黑洞。新的研究揭示了探测这个假想黑洞的可能性，最早可能会在明年开始探测。
哈佛天文学家艾维·勒布和阿米尔·斯让在一篇论文中提出了，有一种新方法可以用于探测太阳系外葡萄柚大小的黑洞，该论文已被《天体物理学杂志快报》接收发表。天文学家可以采用智利建设中的维拉鲁宾天文台观察黑洞：通过观察黑洞的吞噬现象间接探测。
认为黑洞可能潜伏在太阳系外围的原因与一组无法解释的天文观测有关。有些东西——我们不知道是什么——似乎正在影响海王星轨道外的物体。一种可能的解释是那里存在一颗未被探测到的行星，天文学家称其为行星九，质量在5到10个地球质量之间，位于距太阳400到800天文单位之间的拉长轨道上，其中1天文单位是地球到太阳的平均距离。最近，科学家提出了另一种解释：这可能是一个类似质量的原始黑洞。
我们的太阳系内可能有一个古老的黑洞并不像听起来那么可怕。正如勒布向格木莫迪解释的那样，科学家认为黑洞可能是宇宙中存在暗物质的原因。如果是这样的话，那里应该有大量的黑洞，所以有一个黑洞被困在太阳系中的想法并不愚蠢。
“这显然会非常令人振奋，因为我们近半个世纪以来一直在寻找暗物质的本质，”勒布在给格兹莫迪的电子邮件中写道。“如果黑洞是暗物质，那么仅在银河系中就应该有50万亿个类似的物质，才能构成整个银河系的质量，相当于一万亿个太阳质量。”
顺便说一下，千万亿是1后面有15个0哦。
找到一个有葡萄柚大小事件视界的物体听起来令人生畏，但这些巨大而沉重的物体可能会对周围的环境造成严重破坏。这正是勒布和斯让所指出的，因为假想黑洞应该会吸收偶尔出现的奥尔特云天体，即彗星。
在黑洞的魔爪中，彗星逐渐接受了它的厄运，它会开始融化，因为它与该地区积聚的热气体产生相互作用。这个过程应该会产生可从地球探测到的辐射特征，科学家将其称为吸积耀斑。
“我们的论文表明，如果行星九是一个黑洞，那么居住在太阳系外围的彗星——所谓的奥尔特云——将会撞击它，被其强大的引力潮汐摧毁，在黑洞吸积时快速产生耀斑，这一系列影响将在不到一秒钟的时间内快速完成。”勒布告诉格兹莫迪。
如果彗星足够大，它应该可以通过时空遗产项目（LSST）探测到，该项目将于明年在鲁宾天文台实施。由于其异常大的视场，这台望远镜非常适合这项任务。天文学家对于他们应该在哪里寻找第九行星或黑洞只有一个非常粗略的想法，但 LSST 将覆盖一半的天空，并在10年的时间里对每个地点进行824次重复访问。
“如果9号行星是一个黑洞，我们预计在 LSST 开始观测天空大约一年后至少会看到一些耀斑，”勒布说。
这并不是第一个提出潜在黑洞的提议。今年早些时候，高级研究所的物理学家爱德华·威滕提出了一项计划，其中提出可以将数百艘航天器发送到外太阳系。它们敏感时钟的变化将表明微小黑洞产生的强引力场的存在。这听起来很酷，但勒布和斯让的新提议更实用。
英国达勒姆大学粒子物理现象学研究所的博士后雅各布·肖尔茨告诉格兹莫迪：“如果事实证明这是一个合理的策略，那么勒布和斯让提出的想法真的很棒。”“对于作为原始黑洞的第九行星来说，这将改变游戏规则。”
肖尔茨和他的同事、伊利诺伊大学芝加哥分校的詹姆斯昂温去年发表了一篇论文，认为第九行星实际上可能是一个黑洞。他说我们的太阳系捕获黑洞的几率大约为50%，所以如果作者可以测试这一点，“我们应该继续这样做。”
无论哪种方式，LSST项目都将产生有意义的结果，因为黑洞证据的缺失可能指向其他可能性，例如第九行星实际上是一颗行星。令人难以置信的是，我们对自己的太阳系知之甚少。
BY: George Dvorsky
FY: 董美慧
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选文：天文志愿文章组-锋
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排版：天文志愿文章组-零度星系
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参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自：https://gizmodo.com/astronomers-have-a-plan-to-detect-a-possible-black-hole-1844338053
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