对于现在的人类来说,我们对太阳系的认识还很有限。距离太阳45个天文单位的海王星轨道几乎是我们的极限。
在海王星之外,有一个由巨大的小天体组成的区域,被称为柯伊伯带。柯伊伯带的范围在距太阳50-500天文单位之间,最著名的天体是冥王星。此外,尧带内还有很多像冥王星这样的天体。它们一般有两个共同点,而且都很奇怪,那就是轨道的偏心率和倾角。
为了解释这些奇怪的现象,不同的科学家提出了不同的想法,而且都显得很有道理。比较流行的说法之一是传说中的第九大行星。持这种观点的科学家认为,在海王星之外还有一个巨大的天体,它的引力很强,扰乱了瑶带内小天体的运动,导致它们的轨道出现奇怪的现象。
(图片说明:科学家模拟的第九大行星轨道示意图,绿色标注,图中每个正方形的边长为100个天文单位,即150亿公里)
不过,大胆的科学家没有被思维所局限。有科学家指出:我们可能没有任何理由证明这种强大引力的来源一定是行星,有可能是黑洞!
乍一看,您可能认为它们只是胡说八道。然而,这或许可以解释为什么我们一开始就无法发现这种引力的来源。除此之外,他们还有其他理由来证明这一说法。
首先,你可能会有一个疑问:如果太阳系有黑洞,为什么我们还没有被吞噬?
其实你想到的黑洞可能是超新星爆炸后大质量恒星坍缩形成的恒星黑洞,或者是可以统治巨大星系的超大质量黑洞。但事实上,宇宙中可能还存在一些非常小的黑洞,比如原初黑洞。由于密度波动,原始黑洞被认为是在大爆炸期间形成的。由于阵法力量来自于大爆炸,所以它们不需要有那么庞大的质量,体积可以很小。
一直以来,我们都认为,如果真的是单个天体造成了人类在柯伊伯带观测到的怪异现象,那么这个天体的质量应该在5-10倍之间地球。根据这个定律,科学家们计算出这个黑洞的大小只有一个葡萄柚那么大。
不过,问题在于科学家的工作内容并不是去责备黑洞,不能简单地责怪黑洞没有找到第九颗行星。问题是:如果它真的是黑洞,我们如何找到它?
很简单,就像我们现在寻找黑洞一样,只要找到它吞噬天体的证据就可以了。在柯伊伯带中,一个小黑洞可能吞噬的天体很可能就是彗星!
我们知道,当一个天体被黑洞吞噬时,它的物质在落向黑洞时会被加热并发光,形成黑洞的吸积盘。这是我们观察黑洞的主要手段,也就是说,黑洞本身虽然不能被观察到,但是我们可以通过观察它周围和落向它的物质来判断它的存在和一些性质。因此,哈佛大学科学教授AviLoeb博士和哈佛本科生AmirSiraj提出了与此相关的检测方法,并将论文提交给《天体物理学杂志通讯》。
当然,通过吸积盘发现黑洞并不是什么新理论。为什么以前没有人提出用这种方法来寻找这个可能的黑洞呢?这是因为:柯伊伯腰带太宽了,即使那里有一个黑洞,我们也不知道它的确切位置。而且,这个黑洞可能随时都没有喷流,我们必须在正确的时间观察正确的方向才能找到它。我们目前已经有了可以观察到这种黑洞的设备,但问题是,我们应该把这样的设备瞄准哪里呢?
(图片说明:智利鲁宾天文台)
Loeb和Siraj指出:我们现在有一个利器,那就是位于智利鲁宾天文台的大口径全景巡天望远镜(TheLargeSynopticSurveyTelescope,简称LSST)。
据介绍,LSST是世界上最大的数码相机,拥有32亿像素。一张照片需要1500个高清电视屏幕。LSST的主要任务是在其10年的工作期间绘制南半球的星空图。
视野非常开阔。它拍摄的一张照片所覆盖的面积是满月所占星空面积的40倍,相当于哈勃太空望远镜拍摄的3000张照片。每3天就可以拍摄一张完整的南半球星空照片,然后重复这个过程,就可以绘制出一幅前所未有的详细的南半球宇宙地图。
(图片说明:LSST拥有极其广阔的视野)
同时,LSST的广阔视野也可以成为我们找到这个可能存在的原初黑洞的关键。其实正如我们上面所说,科学家们并不知道它可能会出现在哪里,所以只能把网越拉越大。因此,通过LSST的优势,我们可以实现前所未有的全天观测,寻找黑洞的蛛丝马迹。“这种方法可以一直探索到约10万天文单位的奥尔特云边缘,最终确定或排除隐藏在黑暗中的行星质量黑洞。”西拉吉说。
他们认为,如果我们可以通过LSST在一年内观测到多次喷流,那么我们只需改变其发射源的位置就可以确定其轨道参数。当然,这一切的前提是猜想中的原初黑洞真的存在。
可以想象,如果太初黑洞真的是第九颗行星的最终答案,人类天文学将遭受前所未有的冲击,这意味着我们的很多理论都将不得不重新建立,一系列的问题会提出来,需要科学家去探索。
事实上,这种非常小的原初黑洞可能不仅是第九行星之谜的答案,一些科学家还认为它们是暗物质的本质。无论是第九大行星还是原始黑洞,都是目前科学家们正在寻找的理论天体。如果有一颗融合了两种新奇理论的天体,那将是一件非常有趣的事情!
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