黑洞與我們的距離，可能沒有你想象中那么遠(yuǎn)

藝術(shù)家想象中彗星被黑洞摧毀的模樣。新的研究表明，我們可以探測到這個假想黑洞的存在。圖片來源:?M. Weiss

您可能聽說過第九行星——一個被認(rèn)為存在于太陽系外圍的假想行星?？赡芩静皇切行?，而是一個小黑洞。新的研究揭示了探測這個假想黑洞的可能性，最早可能會在明年開始探測。

哈佛天文學(xué)家艾維·勒布和阿米爾·斯讓在一篇論文中提出了，有一種新方法可以用于探測太陽系外葡萄柚大小的黑洞，該論文已被《天體物理學(xué)雜志快報》接收發(fā)表。天文學(xué)家可以采用智利建設(shè)中的維拉魯賓天文臺觀察黑洞：通過觀察黑洞的吞噬現(xiàn)象間接探測。

認(rèn)為黑洞可能潛伏在太陽系外圍的原因與一組無法解釋的天文觀測有關(guān)。有些東西——我們不知道是什么——似乎正在影響海王星軌道外的物體。一種可能的解釋是那里存在一顆未被探測到的行星，天文學(xué)家稱其為行星九，質(zhì)量在5到10個地球質(zhì)量之間，位于距太陽400到800天文單位之間的拉長軌道上，其中1天文單位是地球到太陽的平均距離。最近，科學(xué)家提出了另一種解釋：這可能是一個類似質(zhì)量的原始黑洞。

我們的太陽系內(nèi)可能有一個古老的黑洞并不像聽起來那么可怕。正如勒布向格木莫迪解釋的那樣，科學(xué)家認(rèn)為黑洞可能是宇宙中存在暗物質(zhì)的原因。如果是這樣的話，那里應(yīng)該有大量的黑洞，所以有一個黑洞被困在太陽系中的想法并不愚蠢。

“這顯然會非常令人振奮，因為我們近半個世紀(jì)以來一直在尋找暗物質(zhì)的本質(zhì)，”勒布在給格茲莫迪的電子郵件中寫道。“如果黑洞是暗物質(zhì)，那么僅在銀河系中就應(yīng)該有50萬億個類似的物質(zhì)，才能構(gòu)成整個銀河系的質(zhì)量，相當(dāng)于一萬億個太陽質(zhì)量?！?/p>

順便說一下，千萬億是1后面有15個0哦。

找到一個有葡萄柚大小事件視界的物體聽起來令人生畏，但這些巨大而沉重的物體可能會對周圍的環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。這正是勒布和斯讓所指出的，因為假想黑洞應(yīng)該會吸收偶爾出現(xiàn)的奧爾特云天體，即彗星。

在黑洞的魔爪中，彗星逐漸接受了它的厄運(yùn)，它會開始融化，因為它與該地區(qū)積聚的熱氣體產(chǎn)生相互作用。這個過程應(yīng)該會產(chǎn)生可從地球探測到的輻射特征，科學(xué)家將其稱為吸積耀斑。

“我們的論文表明，如果行星九是一個黑洞，那么居住在太陽系外圍的彗星——所謂的奧爾特云——將會撞擊它，被其強(qiáng)大的引力潮汐摧毀，在黑洞吸積時快速產(chǎn)生耀斑，這一系列影響將在不到一秒鐘的時間內(nèi)快速完成?！崩詹几嬖V格茲莫迪。

如果彗星足夠大，它應(yīng)該可以通過時空遺產(chǎn)項目（LSST）探測到，該項目將于明年在魯賓天文臺實施。由于其異常大的視場，這臺望遠(yuǎn)鏡非常適合這項任務(wù)。天文學(xué)家對于他們應(yīng)該在哪里尋找第九行星或黑洞只有一個非常粗略的想法，但 LSST 將覆蓋一半的天空，并在10年的時間里對每個地點進(jìn)行824次重復(fù)訪問。

“如果9號行星是一個黑洞，我們預(yù)計在 LSST 開始觀測天空大約一年后至少會看到一些耀斑，”勒布說。

這并不是第一個提出潛在黑洞的提議。今年早些時候，高級研究所的物理學(xué)家愛德華?威滕提出了一項計劃，其中提出可以將數(shù)百艘航天器發(fā)送到外太陽系。它們敏感時鐘的變化將表明微小黑洞產(chǎn)生的強(qiáng)引力場的存在。這聽起來很酷，但勒布和斯讓的新提議更實用。

英國達(dá)勒姆大學(xué)粒子物理現(xiàn)象學(xué)研究所的博士后雅各布·肖爾茨告訴格茲莫迪：“如果事實證明這是一個合理的策略，那么勒布和斯讓提出的想法真的很棒?！薄皩τ谧鳛樵己诙吹牡诰判行莵碚f，這將改變游戲規(guī)則?！?/p>

肖爾茨和他的同事、伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校的詹姆斯昂溫去年發(fā)表了一篇論文，認(rèn)為第九行星實際上可能是一個黑洞。他說我們的太陽系捕獲黑洞的幾率大約為50%，所以如果作者可以測試這一點，“我們應(yīng)該繼續(xù)這樣做?！?/p>

無論哪種方式，LSST項目都將產(chǎn)生有意義的結(jié)果，因為黑洞證據(jù)的缺失可能指向其他可能性，例如第九行星實際上是一顆行星。令人難以置信的是，我們對自己的太陽系知之甚少。

BY: George Dvorsky

FY: 董美慧

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