有行星大小能吞噬彗星的黑洞嗎？有可能。如果太陽(yáng)系遠(yuǎn)處有一個(gè)這樣的黑洞，有研究人員認(rèn)為他們會(huì)知道怎么去尋找它。如果他們可以，我們或許最終會(huì)解決9號(hào)行星的問題。

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研究人員是來(lái)自哈佛大學(xué)的科學(xué)教授Avi Loeb博士和哈弗大學(xué)的本科生Amir Siraj。這篇列出他們想法的文章名為“用LSST尋找太陽(yáng)系外的黑洞”。這篇文章已經(jīng)被《天體物理學(xué)雜志》所接受。

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在海王星的軌道之外，某個(gè)具有足夠大的質(zhì)量的天體將柯伊伯帶天體群（KBO）吸引到一起。第九行星假說(shuō)可以解釋這一情況。但找到這個(gè)星球是一個(gè)幾乎不可能的任務(wù)，它的存在仍然是一個(gè)假設(shè)。

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第九行星（淡綠色，被標(biāo)記為“P9”）的軌道圖和幾個(gè)海王星外的星體。每個(gè)背景方塊的寬度均為100 AU。

一些研究人員針對(duì)柯伊伯帶天體的軌道異常提出了其他解釋。比如“冰盤”解釋。另一項(xiàng)研究表明，柯伊伯帶天體群本身的共同質(zhì)量導(dǎo)致這一情況的發(fā)生。

但出現(xiàn)了另外一種可能的解釋。

在新的論文中，兩位研究人員提出一個(gè)太初黑洞可能潛藏在該區(qū)域。

我們通常認(rèn)知到的黑洞是恒星黑洞。一顆巨大恒星到達(dá)生命盡頭并在重力作用下坍塌，最終形成恒星黑洞。我們通常還了解超大質(zhì)量黑洞（SMBH），它們位于像我們所處的這樣大的星系的中心。這些龐然大物的質(zhì)量可能是太陽(yáng)的數(shù)十億倍，難以想象的巨大。

但太初黑洞要小得多。根據(jù)假設(shè)，它們是在大爆炸之后由于密度波動(dòng)形成的。他們沒有任何前身星。

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“……九號(hào)行星可能是一個(gè)葡萄柚大小、質(zhì)量是地球五到十倍的黑洞?！卑⒚谞枴の骼?Amir Siraj)，合著者之一，哈佛大學(xué)本科生

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勒布（Loeb）和西拉杰（Siraj）并不是首先提出KBO軌道異常是由于存在太初黑洞的人。但他們認(rèn)為，如果那個(gè)區(qū)域有一個(gè)太初黑洞，他們知道如何找到它--持續(xù)觀察，直到太初黑洞吸收任何其他的物質(zhì)，比如彗星。

Siraj在新聞稿中表示：“在黑洞附近，從星際介質(zhì)進(jìn)入黑洞的氣體，其吸積盤產(chǎn)生的熱量使靠近黑洞的小星體融化。小星體一旦融化，它們將受到黑洞的潮汐影響，墜入黑洞的吸積盤?！?/p>

勒布補(bǔ)充說(shuō)：“由于黑洞本來(lái)很暗，所以物質(zhì)進(jìn)入黑洞口時(shí)發(fā)出的輻射是照亮這種黑暗環(huán)境的唯一方法?！?/p>

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“我們發(fā)現(xiàn)，假如第九行星是黑洞的話，它的存在就可以通過(guò)

由奧爾特云的小天體驅(qū)使形成的短期吸積耀斑，被LSST（大型全景巡天望遠(yuǎn)鏡）發(fā)現(xiàn)，因?yàn)檫@種耀斑每年至少都會(huì)被探測(cè)到好幾次。“作者在其論文中寫道。

但是在不知道第九行星位置的情況下，怎么密切關(guān)注到它呢？

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這就是維拉C魯賓天文臺(tái)的工作，和它對(duì)時(shí)空的遺留調(diào)查。（2019年9月，正在智利帕冬山上建造的維拉C魯賓天文臺(tái)

圖片來(lái)源:大型巡天望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目辦公室）

LSST是一項(xiàng)為期十年的項(xiàng)目，用以反復(fù)繪制南部的天空地圖。它將以每三個(gè)夜晚為一周期通過(guò)廣角鏡頭觀測(cè)整個(gè)南部天空，因此它的觀測(cè)將有利于天文、天體物理和宇宙學(xué)等一系列問題的解決。同時(shí)，它在探測(cè)瞬變現(xiàn)象上也很有作用，比如發(fā)現(xiàn)超新星、存在潛在危險(xiǎn)的星體，甚至是當(dāng)黑洞吞噬彗星或其他物質(zhì)時(shí)發(fā)出的閃光。

＂LSST視野廣闊，通過(guò)不斷地覆蓋整片天空搜尋瞬變耀斑，“勒布說(shuō)，“其他望遠(yuǎn)鏡善于瞄準(zhǔn)已知目標(biāo)；但是我們并不知道第九行星的準(zhǔn)確位置，我們只知道它可能存在的廣闊區(qū)域?！蔽骼苡盅a(bǔ)充道:“LSST每周兩次探測(cè)星空的這一能力非常有值。”此外，它空前未有的深度使它能夠探測(cè)到相對(duì)更小的撞擊物所產(chǎn)生的耀斑，而這些耀斑比大型撞擊物產(chǎn)生得更為頻繁。

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焦平面是VCR天文臺(tái)照相機(jī)的核心，因?yàn)閬?lái)自數(shù)十億星系的光

都在上面匯聚成一個(gè)焦點(diǎn)。焦平面由189個(gè)電荷耦合度裝（CCD）傳感器以21組3X3陣列的方式組成，安裝在稱為筏的平臺(tái)上。整個(gè)系統(tǒng)冷卻至-100攝氏度左右以減少噪音。64厘米寬的焦平面和3.5度的視場(chǎng)相當(dāng)，這就意味著相機(jī)每次曝光都可以捕捉到比40倍滿月面積還大的區(qū)域，所以一個(gè)LSST的圖像就相當(dāng)3000個(gè)HST（哈勃太空望遠(yuǎn)鏡）圖像。（圖像來(lái)源:LSST組織）

維拉.C.魯賓天文臺(tái)擁有自動(dòng)探測(cè)這些耀斑的能力，而其他作用域則需被設(shè)定探測(cè)位置。“這個(gè)方法可以探測(cè)或排除圍困在奧爾特云邊緣的行星質(zhì)量的黑洞，或者大約10萬(wàn)個(gè)天文單位?！蔽骼苷f(shuō)。

科學(xué)家們懷疑原始黑洞可能就是暗物質(zhì)，而LSST的觀測(cè)則有可能確認(rèn)原始黑洞的存在，或者排除掉，這對(duì)回答暗物質(zhì)/黑洞問題都很有影響，“因?yàn)檫@可能涉及到對(duì)原始黑洞中包含暗物質(zhì)的比例提出新的限制?！?/p>

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這幅藝術(shù)家的畫作展示了一個(gè)恒星黑洞，它從旁邊的一顆藍(lán)色恒星中提取物質(zhì)。恒星黑洞的表親，原始黑洞，能解釋我們宇宙中的暗物質(zhì)嗎？作者：NASA/CXC/M.WeissIf。那里有一個(gè)黑洞，它很重，但是很小。探測(cè)它的唯一方法是通過(guò)耀斑。Siraj說(shuō)：“對(duì)于在外太陽(yáng)系觀測(cè)到的異常軌道，有很多推測(cè)是關(guān)于其他解釋的?！??！疤岢龅囊粋€(gè)想法是行星9可能是一個(gè)葡萄柚大小的黑洞，質(zhì)量是地球的5到10倍。”

我們不知道這個(gè)小黑洞多久會(huì)爆發(fā)一次，但巡天望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)點(diǎn)在于它不需要聚焦在這個(gè)區(qū)域就能看到耀斑。它觀察整個(gè)南半球，并會(huì)注意到發(fā)生的一切。對(duì)耀斑的多次觀測(cè)將使科學(xué)家了解其耀斑速率。更好的是，他們可以跟蹤它的軌道。 “如果在一年的時(shí)間里觀測(cè)到多次爆發(fā)，”作者寫道，“震源的自身運(yùn)動(dòng)可以用來(lái)確定波黑的軌道參數(shù)?！?如果我們發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)系中有一個(gè)原始黑洞，那將對(duì)我們的理解產(chǎn)生沖擊。這會(huì)立刻引發(fā)一堆問題。希望有一個(gè)任務(wù)去研究這個(gè)地區(qū)。

“太陽(yáng)系的外圍是我們的后院?！罢业降诰蓬w行星就像發(fā)現(xiàn)一個(gè)表妹住在你家后面的小屋里，你從來(lái)都不知道，”勒布說(shuō)。“這立刻引發(fā)了人們的疑問：為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況？它是如何獲得它的特性的？它塑造了太陽(yáng)系的歷史嗎？還有類似的嗎?”

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作者：EVAN GOUGH

FY：Astronomical volunteer team

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