“Планета Девять” может оказаться чёрной дырой размером с грейпфрут!

Планета Девять
Гипотетическая “Планета Девять” в представлении художника. Авторы и права: Tom Ruen / ESO.

Вероятно, “Планета Девять” не является чёрной дырой, если она вообще существует. Но два физика считают, что мы обязательно должны проверить это предположение.

Два физика считают, что нам следует проверить, не скрывается ли в нашей Солнечной системе древняя чёрная дыра размером с грейпфрут. И этот крошечный, тяжёлый объект может фактически занять место теоретической планеты, которая, по мнению некоторых исследователей, взаимодействует с другими объектами в нашей Солнечной системе.

Значит ли это, что в нашей системе скрывается чёрная дыра? Нет.

Но у исследователей есть аргумент в пользу её существования, который, по их мнению, достаточно убедителен, чтобы его стоило рассмотреть.

Во внешних пределах Солнечной системы, далеко за Нептуном, есть горстка маленьких объектов, которые ведут себя очень странно. Эти транснептуновые объекты (ТНО) перемещаются необычным образом, вдали от более крупных известных планет. Кроме того, что критически важно, ТНО вращаются в плоскости, отличной от плоскости в которой вращаются восемь известных планет. Это говорит о том, что что-то ещё влияет на них своей гравитацией.

Планета Девять
Потенциальная орбита “Планеты Девять”. Авторы и права: R. Hurt / JPL-Caltech.

Некоторые астрономы изучили имеющиеся данные, провели некоторые вычисления и пришли к выводу, что там должна быть другая планета, которая в 10-20 раз массивнее Земли и движется по весьма вытянутой орбите, которая уносит её на расстояние значительно большее, чем расстояние от Земли до Солнца. Охота за этим объектом, который получил название “Планета Девять” продолжалась годами. Астрономы использовали оптические и инфракрасные телескопы для сканирования самых отдалённых уголков нашей Солнечной системы.

“Мы поняли, что гравитация – это основной момент”, – сказал Якуб Шольц, физик из Даремского университета в Англии, один из двух астрономов, предложивших новую гипотезу.

Это не обязательно должна быть планета. Самое обыденное, или, может быть, самое разумное объяснение состоит в том, что это планета. Но по словам физиков-теоретиков, космология ранней Вселенной может легко представить ряд очень интересных новых теоретических тел – одно из которых … это первичные чёрные дыры.

Первичные чёрные дыры

Обычно, когда мы говорим о чёрных дырах, мы подразумеваем огромные объекты, образовавшиеся, когда гигантские звёзды коллапсируют и сжимаются в очень плотные объекты. Однако, некоторые космологи считают, что в первые моменты существования Вселенной, когда ещё не было звёзд, уже существовали первичные чёрные дыры (ПЧД).

Эти изначальные призраки творения Вселенной сформировались, когда куски ранней материи слились в сингулярности. Материя в то время была настолько плотная, что могла превратиться в чёрную дыру.

“Эти чёрные дыры будут меньше, чем чёрные дыры звёздной массы, образовавшиеся из коллапсирующих массивных звёзд”, – сказал Джеймс Уинвин, физик из Чикагского университета и соавтор статьи. “И согласно некоторым моделям, они всего лишь в несколько раз тяжелее Земли”.

Уинвин сказал, что чёрная дыра такой массы не будет похожа ни на что. Её горизонт событий будет крошечным – размером с грейпфрут, при условии, что она в пять раз массивнее Земли, или размером с шар для боулинга, если она в 10 раз массивнее Земли. Но гравитация есть гравитация. Если бы ПЧД существовала в нашей Солнечной системе, то эта чёрная дыра могла бы вращаться вокруг Солнца и взаимодействовать с астероидами, так же, как и обычная планета или гипотетическая “Планета Девять”. Не было бы никакого способа отличить влияние гравитации планеты от первичной чёрной дыры той же массы на другие объекты.

Чёрные дыры изгибают свет

Миссия OGLE сканирует небо в поисках явления гравитационного микролинзирования, которое заключается в том, что гравитация планеты или какого-либо другого объекта изгибает траекторию по которой движется луч света. В случае массивных объектов, этот изгиб света выглядит как на мгновение проясняющаяся звезда.

Но OGLE обнаружил что-то странное. Шесть раз он зафиксировал очень короткие события микролинзирования, продолжительностью менее 0,3 дня, наводящие на мысль о наличии очень быстро движущихся объектов между 0,5 и 20 земными массами, проносящимися перед звёздами.

“Это не то, как OGLE видит планеты”, – сказал Уинвин. “И есть веская причина предполагать, что шесть объектов вполне могут оказаться первичными чёрными дырами”.

Шольц сказал, что если эти шесть объектов являются маленькими, древними чёрными дырами, то это означает, что такие чёрные дыры не так уж и редки во Вселенной. Вероятно, вы не встретите их в каждой звёздной системе. И большинство из них будет свободно плавать в космическом пространстве. Но было бы замечательно и шокирующе, если бы в нашей системе находился такой объект.

Чёрная дыра
Чёрная дыра промежуточной массы в представлении художника. Авторы и права: Alain Riazuelo / CC BY-SA 2.5.

Таким образом ПЧД объясняет сразу две загадки: транснептуновую аномалию и аномалию OGLE. Кроме того, в обоих случаях объекты попадают в один и тот же диапазон масс.

Если аномалия ТНО действительно будет объяснена чёрной дырой, то это станет первым доказательством существования первичных чёрных дыр и определит для них диапазон масс, что поможет определить момент в истории Вселенной, когда они сформировались.

Означает ли это, что исследователи убеждены в том, что в нашей Солнечной системе есть чёрная дыра? Нет. Возможно, что аномалия ТНО на самом деле не указывает ни на один массивный объект, или что аномалия OGLE является случайностью либо результатом неисправности оборудования.

“Планета Девять” вообще существует?

Некоторые астрономы сомневаются, что там вообще, что-то есть.

По словам Натана Кейба, орбитальная аномалия ТНО кажется реальной, но идея существования планеты, не является лучшим объяснением для неё.

“Я скажу, что я несколько скептически отношусь к существованию ещё одной планеты в нашей системе”, – сказал Натан Кейб, астроном из Университета Оклахомы.

Однако, некоторые астрономы всё ещё думают, что там есть планета.

Один из способов проверки заключается в поиске признаков “уничтожения тёмной материи”. Теории ПЧД предполагают, что они должны быть окружены плотными ореолами тёмной материи. А некоторые теории тёмной материи предполагают, что иногда её частицы аннигилируют и превращаются в фотоны гамма-излучения. Астрономы могли бы обнаружить эти фотоны с помощью будущих инструментов.

Те не менее никто ещё не занимался этим.


Больше информации: https://www.nature.com/

Вы могли пропустить:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *