Dva fizika menita, da bi morali preveriti, ali se v našem osončju skriva starodavna črna luknja velikosti grenivke. In ta majhen, težek predmet bi lahko dejansko prevzel mesto teoretičnega planeta, za katerega nekateri raziskovalci menijo, da bi se lahko vlekel za druge predmete v našem osončju, tako imenovani Planet 9.
Ali to pomeni, da se v našem kotičku prostora res skriva črna luknja? Ne, so rekli raziskovalci.
A zbrali so argument za njen obstoj, za katerega menijo, da je dovolj prepričljiv, da ga je vredno preučiti.
Takole gre:
Daleč v zunanjih krajih osončja, mimo Orbita Neptuna, našega najbolj oddaljenega planeta, je nekaj majhnih predmetov, ki se čudno obnašajo. Ti "trans-nuptunski objekti" (TNO) se združijo na nenavaden način in se nagibajo okoli osi, ki kažejo proti enemu širokemu nebu, stran od večjih znanih planetov. Prav tako je kritično, da TNO krožijo v drugačni ravnini kot osem znanih planetov. To kaže, da jih s svojo težo trpi nekaj drugega.
Nekateri astronomi so pogledali ta čuden vzorec, izvedli nekaj izračunov in ugotovili, da mora biti tam drug planet, in sicer 10 do 20-krat večji od mase Zemlje in po dobri orbiti, ki jo nosi več sto krat oddaljenosti Zemlje od sonce. To je bizarna teorija, ki jo običajno imenujemo "Planet 9", toda ta, ki jo astronomi jemljejo resno. Lov na Planet 9 traja že leta, astronomi pa so za skeniranje najbolj oddaljenih delov sončnega sistema uporabljali vizualno svetlobo in infrardeče teleskope.
"Stvar, ki smo jo spoznali, je, da je pomembna gravitacija," je dejal Jakub Scholtz, fizik z univerze Durham v Angliji in eden od dveh astronomov, ki stojijo za idejo. "Ni treba, da je planet. Najbolj vsakdanja ali morda najbolj razumna razlaga je, da gre za planet. Toda kot teoretični fiziki vemo, da kozmologija zgodnjega vesolja lahko zelo hitro predstavi vrsto zelo zanimivih novih teoretičnih telesa - od katerih je ... prvotne črne luknje. "
Primordialne črne luknje so različne
Ponavadi, ko govorimo o črnih luknjah, mislimo na ogromne predmete, ki nastanejo, ko se orjaške zvezde zrušijo vase in ujamejo svoje mase v neskončno gostih posebnostih, obdanih z velikanskimi "dogodkovnimi obzorji", iz katerih nobena svetloba ne more ubežati. Toda nekateri kozmologi verjamejo, da so se v prvih trenutkih vesolja, ko je bilo vse vroče in gosto in se je oddaljilo od velikega poka, še niso nastale zvezde, že pojavljale črne luknje.
Ti prvotni duhovi ustvarjanja vesolja bi nastali, ko bi se kosi te zgodnje snovi združili tako močno, da so se zbrali v posebnosti.
"Ta del vesolja je tako gost, postane le črna luknja," je Scholtz povedal Live Science.
Te črne luknje bi bile manjše od zvezdnih črnih lukenj, ki so nastale iz strmoglavljenih masivnih zvezd, je dejal James Unwin, fizik z univerze v Chicagu in soavtor prispevka. Po nekaterih modelih bi bili le nekajkrat težji od Zemlje.
Unwin je dejal, da črna luknja te mase ne bi bila videti nič podobnega. Njeno obzorje dogodkov bi bilo majhno - približno velikost grenivke, če je petkrat večja od mase Zemlje, in velikost kroglice za balinanje 10-krat večja od Zemljine mase. Toda gravitacija je gravitacija. Če bi se PBH našel v našem osončju, bi črna luknja krožila na sonce, kot bi bil planet, in bi se vlekla na pritlikave planete in asteroide, tako kot bi teoretični planet 9. Ne bi bilo mogoče razkriti učinkov gravitacije planeta zaradi prvotne črne luknje z enako maso.
Unwin pravi, da isti modeli, ki proizvajajo prvinske črne luknje, ponujajo tudi najboljšo razlago, kako je Higgsov mehanizem (ki misli, da vpija maso na vse delce) in druga osnovna fizika v vesolje. Torej obstaja dober razlog, da pomislimo, da te stvari obstajajo, ne glede na to, ali se je odtlej katera koli končala v našem sončnem ali katerem koli drugem zvezdnem sistemu. Toda nihče je v resnici ni našel.
Črne luknje, ki upogibajo luč
Vendar pa je nekaj nedavnih dokazov, ki nakazujejo, da morda resnično obstajajo, je dejal Unwin.
"Mislim, da je to v skupnosti dokaj neznano," je dejal Unwin, "in resnično poskušamo pritegniti široko pozornost."
Na Poljskem obstaja poskus, imenovan eksperiment optičnega gravitacijskega lečenja (OGLE). Pregleda nebo zaradi dokazov gravitacijskega "mikrolečenja", ki se nahaja v vesolju, kjer je planet ali gravitacija kakšnega drugega predmeta ukrivila pot svetlobnega žarka, zaradi česar je zadela Zemljo. V primeru zvezd, ki jih je preučeval OGLE, je ta svetlobni upogib videti kot zvezda, ki se v trenutku sveti.
Toda OGLE so sporočili nekaj čudnega, so povedali. Šestkrat je opazil zelo kratke dogodke v mikroskopi, dolgi manj kot 0,3 dni, kar kaže na zelo hitro premikajoče se predmete med 0,5 zemeljske mase in 20 zemeljskih mas, ki se prikradejo mimo zvezd. Unwin ne izgleda tako, da planeti izgledajo, je dejal Unwin, in obstaja dober razlog za sum, da so šesti predmeti morda prvotne črne luknje. (Druga možnost je, da se "prosto plavajoči planeti" zelo hitro gibljejo zunaj zvezdnih sistemov, vendar sedanji planetarni modeli ne bi predvidevali, da se veliko takih planetov približuje vesolju.)
Če je bilo teh šest predmetov majhne, starodavne črne luknje, je rekel Scholtz, potem to pomeni, da take črne luknje v vesolju niso tako redke. Ne bi pričakovali, da se bodo prikazali v vseh sistemih zvezd, je dejal. In večina bi prosto plavala po vesolju. Toda ne bi bilo strašno šokantno, če bi naš sistem posrečil in pobral enega, je dejal.
Teorija planeta 9-črne luknje nato razlaga dve skrivnosti: trans-Neptunovo anomalijo objekta in anomalijo OGLE.
"Ti dve stvari kažeta na isti razpon mase," je dejal Unwin. "To je tisto, kar nas je precej navdušilo."
"To je ključna stvar," je dodal Scholtz. "Manjkajoči planet je nekje med pet in 20 zemeljskih mas. OGLE dokazi kažejo nekje med 0,5 in 20 mas Zemlje. Torej, to je naključje."
Če se anomalija TNO dejansko izkaže za črno luknjo, je dejal Unwin, to je ogromno. Dokazal bi obstoj prvotnih črnih lukenj in zanje določil obseg mas, ki bi razložil, kdaj točno v zgodovini vesolja so nastali - kar bi potem razložilo, kako nastajajo številni drugi deli fizike.
Ali to pomeni, da je raziskovalec prepričan, da je v našem osončju črna luknja ali celo misli, da je tam verjetno ena? Ne, oba sta rekla. Možno je, da anomalija TNO v resnici ne kaže na enega težkega predmeta ali da je anomalija OGLE napaka ali posledica napačne opreme.
Ali Planet 9 sploh obstaja?
Nekateri astronomi dvomijo, da je sploh kaj tam.
"O PBH-jih ne vem dovolj, da bi vedel, koliko zalog je treba vložiti v verodostojnost obstoja v daljnem osončju," je dejal Nathan Kaib, astronom z univerze v Oklahomi, ki ni bil vključen v delo Unwina in Scholtza . "Vendar bom rekel, da sem nekoliko skeptičen do nujnosti planeta 9."
Orbitalna anomalija TNO (transneptunski objekt) se zdi resnična, je dejal, toda ta ideja o planetu, ki se skriva tam zunaj TNO-jev, tega ne razlaga tako dobro. In kot je zapisal v prispevku, objavljenem 2. julija v časopisu Astronomical Journal, bi pričakovali, da bo Planet 9 ustvaril še druge anomalije, ki se v podatkih niso pojavile.
"Zaradi tega sem nekoliko skeptičen do obstoja planeta, in če naj bi PBH ustvaril enake ... učinke kot planet, mislim, da bi bil tudi do njega enako skeptičen, vendar je to precej neodvisno od ideje o PBH-ji sami, "je dejal Kaib.
Toda nekateri astronomi še vedno mislijo, da je tam planet. In da so dokazi dovolj močni in je lov na planet potekal dovolj dolgo, je Unwin dejal, da je vsaj vredno raziskati, ali kakšen planetu podoben predmet, ki ni planet, povzroča učinek.
Eden od načinov za preverjanje, so predlagali v še ne recenziranem dokumentu, objavljenem na spletu na strežniku za tisk arXiv, iskati znake "uničevanja temne snovi". Teorije PBH kažejo, da bi bili obdani z gostimi haloi temne snovi, ki bi lahko delno nedotaknjeni preživeli tudi po milijardnih letih potepanja po vesolju. In nekatere teorije temne snovi kažejo, da se včasih njeni delci "uničijo" in spremenijo v fotone gama žarkov. Lahko bi zaznali te fotone na Zemlji.
(Takšno odkrivanje bi dokončno rešilo tretjo skrivnost velikanske fizike za tiste, ki sledijo: ali se temna snov lahko spremeni v delce, ki jih prepoznamo iz svetlobnega vesolja.)
Naši teleskopi so morda že pobrali te gume-fotone, so zapisali raziskovalci. Torej, njihov naslednji korak je pregledovanje podatkov iz vesoljskega teleskopa Fermi Gamma-ray, ki pregleda delce neba za delce, da bi ugotovili, ali lahko najdejo kakšen namig.
Scholtz je dejal, da so možnosti lova na gama žarke majhne črne luknje. Tja bi lahko celo poslali misijo, je dejal.
"To je potencialna priložnost za igro s pravo črno luknjo," je dejal. "Kako vznemirljivo je to?"
Kljub temu še nihče ne stavi na to.
