Két fizikus úgy gondolja, hogy ellenőriznünk kell, hogy van-e ősi, grapefruit méretű fekete lyuk, amely rejlik-e a Naprendszerünkben. És ez az apró, nehéz tárgy valójában helyettesítheti egy elméleti bolygót, amely szerint egyes kutatók szerint a Naprendszerünk más tárgyait, az úgynevezett bolygót 9 húzza.
Ez azt jelenti, hogy valóban egy fekete lyuk rejtőzik a világűr sarkában? Nem, mondta a kutatók.
De összeállítottak egy érvet annak létezésére, amely szerintük eléggé meggyőző ahhoz, hogy érdemes megvizsgálni.
Így működik:
Messze a Naprendszer külső részein, azon a helyen, ahol a Neptunusz, a legtávolabbi ismert bolygónk kering, egy maroknyi apró, furcsán viselkedő tárgy található. Ezek a "transz-Nuptunian tárgyak" (TNO-k) szokatlan módon csoportosulnak egymáshoz, és hajlamosak olyan tengelyek körül forogni, amelyek az ég egy széles hulláma felé mutatnak, távol a nagyobb ismert bolygótól. Szintén kritikus szempontból a TNO-k keringnek a síkon, amely nem azonos a nyolc ismert bolygóval. Ez azt sugallja, hogy valami más vonzza őket súlyukkal.
Néhány csillagász megnézte ezt a furcsa mintát, elvégez néhány számítást, és arra a következtetésre jutott, hogy ott kell lennie egy másik bolygónak, amely a Föld tömegének tízszeresét és 20-szorosa, és egy csodálatos pályára halad, amely a Föld távolságának százszorosait hordozza. nap. Ez egy bizarr elmélet, amelyet általában "Planet 9" -nek hívnak, de az egyik csillagászok komolyan veszik. A 9. bolygó vadászata évekig folytatódott, a csillagászok vizuális fényt és infravörös távcsövet használtak a Naprendszer legkülső részeinek átkutatására.
"A dolog, amire rájöttünk, hogy a gravitáció fontos," mondta Jakub Scholtz, az angliai Durham University fizikusa és az öt gondolat egyik két csillagásza. "Nem kell, hogy bolygó legyen. A leginkább hétköznapi, vagy talán a legkegyetlenebb magyarázat az, hogy ez egy bolygó. De mint elméleti fizikusok tudjuk, hogy a korai világegyetem kozmológiája nagyon könnyen bevezethet egy sor nagyon érdekes új elméleti kört. testek - amelyek közül az egyik ősi fekete lyukak ".
Az ősi fekete lyukak eltérőek
Általában, amikor a fekete lyukakról beszélünk, akkor olyan hatalmas tárgyakat értünk, amelyek akkor keletkeznek, amikor az óriáscsillagok összeomlanak magukba, tömegüket végtelenül sűrű szingularitásokba csapdálják, hatalmas „eseményhorizontokkal” körülvéve, ahonnan fény nem tud menekülni. Egyes kozmológusok azonban úgy vélik, hogy a világegyetem első pillanatain, amikor minden forró és sűrű volt, sietve a Nagyrobbanástól, és még egyetlen csillag sem alakult ki, fekete lyukak már kialakultak.
Az univerzum teremtésének elsődleges szellemei akkor váltak volna létre, amikor a korai anyag darabjait annyira összezúzták, hogy szingularitásokká kondenzálódjanak.
"Az univerzumnak ez a része annyira sűrű, csak fekete lyukká válik" - mondta Scholtz a Live Science-nek.
Ezek a fekete lyukak kisebbek, mint a hatalmas csillagok összeomlásakor keletkezett fekete csillagok - mondta James Unwin, a Chicagói Egyetem fizikusa és a cikk társszerzője. És néhány modell szerint csak maroknyi alkalommal nehezebbek lennének, mint a Föld.
Az a tömeg fekete lyukának semmi sem tűnik úgy - mondta Unwin. Eseményhorizontja apró lenne - körülbelül egy grapefruit méretű, ha a Föld tömegének ötszörösére nő, és egy bowlinggolyó mérete a Föld tömegének tízszeresére. De a gravitáció a gravitáció. Ha egy PBH bekerülne a naprendszerünkbe, akkor ez a fekete lyuk úgy keringne a Nap körül, mint egy bolygó, és törpe bolygókra és aszteroidákra húzódna, akárcsak az elméleti 9. bolygó. Semmilyen módon nem lehet megmondani a bolygó gravitációjának hatásait az azonos tömegű ősi fekete lyuk hatásától.
Ugyanazok az modellek, amelyek elsődleges fekete lyukakat produkálnak - mondta Unwin - szintén a legjobb magyarázatot adják arra, hogy a Higgs-mechanizmus (amely úgy gondolja, hogy minden részecskére tömeget vet fel) és más alapvető fizika alakult ki az univerzumban. Tehát indokolt lehet azt gondolni, hogy ezek a dolgok léteznek, függetlenül attól, hogy azóta a naprendszerünkbe vagy más csillagrendszerbe kerültek-e vagy sem. De soha senki sem talált egyet.
Fekete lyukak hajlító fény
Van azonban néhány közelmúltbeli bizonyíték arra, hogy valószínűleg léteznek - mondta Unwin.
"Azt hiszem, ez meglehetősen ismeretlen a közösségben" - mondta Unwin -, és valóban igyekszünk széles figyelmet felhívni rá. "
Van egy kísérlet, optikai gravitációs lencse kísérlet (OGLE) Lengyelországban. Megvizsgálja az égboltot a gravitációs "mikrolengetés" bizonyítékáért az űrben, ahol egy bolygó vagy más tárgy gravitációja meghajlította a fénysugár útját, és ez azt okozta, hogy elérje a Földet. Az OGLE által vizsgált csillagok esetében ez a fényhajlás csak úgy néz ki, mint a csillag, amely pillanatra megvilágosodik.
De az OGLE valami furcsát jelentett. Hat alkalommal észlelt nagyon rövidek, kevesebb, mint 0,3 napos mikrolengetési eseményeket, amelyek arra utalnak, hogy a 0.5 föld és 20 föld tömeg között nagyon gyorsan mozgó tárgyak futnak el a csillagok felett. Unwin mondta, hogy a bolygók nem így néznek ki az OGLE felé, és okkal feltételezhetjük, hogy a hat tárgy elsődleges fekete lyukak lehet. (Egy másik lehetőség a nagyon gyorsan mozgó "szabadon lebegő bolygók", amelyek a csillagrendszeren kívül mozognak, de a jelenlegi bolygómodellek nem jósolnák meg, hogy sok ilyen bolygó nagyítja az univerzumot.)
Ha ez a hat tárgy kicsi, ősi fekete lyukak voltak, mondta Scholtz, akkor ez azt jelenti, hogy az ilyen fekete lyukak nem olyan ritkák az univerzumban. Nem számíthat arra, hogy megjelennek minden csillagrendszerben - mondta. És a legtöbb szabadon lebegne az űrben. De nem lenne rettenetesen megdöbbentő, ha a rendszerünk szerencsés lesz és felveszi azt - mondta.
A 9 bolygó-fekete lyuk elmélete ezután két rejtélyt magyaráz: a transzneptúni tárgy anomáliát és az OGLE anomáliát.
"Ez a két dolog ugyanabban a tömegtartományban mutat" - mondta Unwin. "Ez a dolog, ami nagyon izgatott minket."
- Ez a legfontosabb - tette hozzá Scholtz. "A hiányzó bolygó valahol talán öt és 20 Föld tömeg között van, és az OGLE bizonyítékai valahol 0,5 és 20 Föld tömeg között vannak. Tehát ez egy véletlen egybeesés."
Ha a TNO-rendellenesség valóban fekete lyuknak bizonyul, mondta Unwin, ez óriási ügy. Bizonyítaná az őskori fekete lyukak létezését, és kiszorítja számukra egy tömegtartományt, amely elmagyarázza, mikor pontosan az általuk alkotott világegyetem történetében - ez aztán megmagyarázza, hogy sok más fizika miként jött létre.
Ez azt jelenti, hogy valamelyik kutató meg van győződve arról, hogy van egy fekete lyuk a naprendszerünkben, vagy akár úgy gondolja, hogy valószínűleg van egy odakint? Nem, mindketten mondták. Lehetséges, hogy a TNO-rendellenesség nem igazán utal egyetlen nehéz tárgyra, vagy az OGLE-rendellenesség hibás, vagy hibás berendezés eredménye.
Létezik még a 9 bolygó is?
Néhány csillagász kételkedik benne, hogy van-e bármi olyasmi.
"Nem tudok eléggé a PBH-król, hogy tudjam, mennyi készletet kell betennünk annak valószínűségéhez, hogy a távoli Naprendszerben létezik" - mondta Nathan Kaib, az Oklahoma Egyetem csillagásza, aki nem vett részt Unwin és Scholtz munkájában. . "Ugyanakkor azt mondom, hogy kissé szkeptikus vagyok a 9. bolygó szükségességével kapcsolatban."
A TNO (transz-Neptuniai objektum) orbitális rendellenessége valószínűnek tűnik - mondta, de ez a gondolat, hogy a bolygó a TNO -kon kívül rejtőzik, nem magyarázza meg azt. És ahogy azt az Astronomical Journal július 2-án közzétett tanulmányában írta, arra számíthat, hogy a 9-es bolygó más rendellenességeket hoz létre, amelyek még nem merültek fel az adatokban.
"Ez kissé szkeptikusnak tart engem a bolygó létezésével kapcsolatban, és ha feltételezhető, hogy a PBH ugyanazokat a hatásokat fogja eredményezni, mint a bolygó, azt hiszem, szintén szkeptikus lennék benne, de ez eléggé független a Maguk a PBH-k "- mondta Kaib.
De néhány csillagász még mindig azt gondolja, hogy van egy bolygó odakint. És ez a bizonyíték elég erős, és a bolygó vadászata elég hosszú ideje folytatódott, mondta Unwin, hogy legalább érdemes megvizsgálni, vajon valamilyen bolygószerű objektum, amely nem egy bolygó, okozza-e a hatást.
Az ellenőrzés egyik módja, amelyet egy nem még recenzált cikkben, az interneten az arXiv preprint nyomtatókiszolgálón közzétett cikkben javasoltak, hogy a "sötét anyag megsemmisülésének" jeleit keressék. A PBH elméletei azt sugallják, hogy sűrű halosz sötét anyag veszi körül őket, amelyek részben érintetlenül maradnak fenn még az univerzum milliárd éves vándorlása után is. És a sötét anyag néhány elmélete azt sugallja, hogy a részecskék néha "megsemmisülnek", és gamma-sugár fotonokká alakulnak. Potenciálisan észlelhetjük ezeket a fotonokat a Földön.
(Egy ilyen felismerés egy harmadik óriási fizikai rejtélyt megoldatlanul oldana meg azok számára, akik nyomon követik: vajon a sötét anyag olyan részecskékké alakul-e, amelyeket felismerünk a világvilágból.)
Távcsöveink talán már felvették ezeket a gamma-sugár fotonokat - írta a kutatók. Tehát a következő lépés az, hogy átnézzük az adatokat a Fermi Gamma-ray Űrtávcsőből, amely széles égfelületeket keres a részecskékre, hogy megtudja, találnak-e utalást ezekről.
A gamma-vadászat egy véletlenszerűen egy apró fekete lyukat nyit meg - mondta Scholtz, a lehetőségek végtelenek. Még küldetést is küldhetünk oda - mondta.
"Ez potenciálisan egy valódi fekete lyukkal való játékmenet lehetősége" - mondta. - Mennyire izgalmas ez?
Ennek ellenére még senki nem fogad.
