流浪的不一定是地球 太陽(yáng)系“老九”可能是個(gè)黑洞？

不久前，國(guó)外兩位天文學(xué)家提出大膽設(shè)想：太陽(yáng)系中“時(shí)隱時(shí)現(xiàn)”的第九大行星，很可能是一個(gè)原初黑洞。

太陽(yáng)系里有一黑洞，操控了遙遠(yuǎn)的天體?有專家表示，這是個(gè)有趣的假想，但以現(xiàn)在的觀測(cè)能力很難證實(shí)或證偽。

空缺的王位，又有新的爭(zhēng)奪者

十幾年前，第九大行星是誰(shuí)，教科書(shū)里還寫得清清楚楚。1930年克萊德·湯博發(fā)現(xiàn)冥王星，將其與天王星、海王星等量齊觀，起了“PLUTO”(普魯托)這個(gè)氣派的希臘名，太陽(yáng)系九大行星變成一種常識(shí)性知識(shí)。

然而，科學(xué)家后來(lái)意識(shí)到，在太陽(yáng)系外圍空間里，冥王星似乎“遠(yuǎn)不夠看”。1992年開(kāi)始陸續(xù)發(fā)現(xiàn)一些遙遠(yuǎn)的冰石結(jié)構(gòu)天體，體量跟冥王星差不多。2005年更是發(fā)現(xiàn)了鬩神星，比冥王星質(zhì)量還多出27%!冥王星都能算九大，鬩神星不排個(gè)第十，說(shuō)不過(guò)去。

天文學(xué)家當(dāng)機(jī)立斷，2006年8月舉行的第26屆國(guó)際天文聯(lián)會(huì)通過(guò)決議：冥王星劃為矮行星，從太陽(yáng)系九大行星中除名。普魯托悲慘退位，成了134340號(hào)小行星。

但第九大行星的王位，沒(méi)那么容易取消。近5年來(lái)，一些新的發(fā)現(xiàn)讓人猜測(cè)：太陽(yáng)系中或許存在一顆真正的“P9”(第九大行星)。

9月24日，又有一個(gè)新人加入了王位爭(zhēng)奪戰(zhàn)——arXiv.org張貼了一份論文，英國(guó)杜倫大學(xué)的雅各布·舒爾茨(JakubScholtz)與美國(guó)伊利諾斯大學(xué)的杰姆斯·恩溫(JamesUnwin)提出了一個(gè)大膽的設(shè)想：太陽(yáng)系中的第九大行星，可能是一顆原初黑洞。

奇怪的軌道，指向隱藏的“P9”

2014年左右，天文學(xué)家在柯伊伯帶(海王星軌道之外的黃道面附近區(qū)域)發(fā)現(xiàn)一些天體，軌道離太陽(yáng)遠(yuǎn)的時(shí)候居然可達(dá)到幾百個(gè)天文單位(一個(gè)天文單位即太陽(yáng)與地球間的距離)。一開(kāi)始這被解釋為海王星引力散射效應(yīng)。但很快，新第九大行星的猜想被提了出來(lái)。

導(dǎo)致冥王星降級(jí)的“罪魁禍?zhǔn)?rdquo;，美國(guó)加州理工學(xué)院的邁克·布朗，在2016年和同事發(fā)現(xiàn)：柯伊伯帶中6顆天體有奇怪的軌道，它們的近日點(diǎn)都指向一個(gè)方向。就像6塊以不同速率轉(zhuǎn)圈的鐘表，但指針都向著一個(gè)方向。如果海王星是幕后操盤者，它們的指向早該彌散，不會(huì)這么集中。

而且6顆天體離太陽(yáng)最近時(shí)，距離也超過(guò)了40個(gè)天文單位，海王星假說(shuō)也不好解釋。

邁克·布朗和同事計(jì)算出，“大家伙指向偶然一致”的可能性為0.007%——還是相信有一顆“尚未現(xiàn)身的大家伙”更為現(xiàn)實(shí)。

天文學(xué)家、南京大學(xué)教授周禮勇接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說(shuō)，最初很多人反對(duì)“P9”的存在。隨著近幾年不斷的新發(fā)現(xiàn)，證實(shí)第九大行星存在的統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性逐漸提高。

雖未觀測(cè)到“P9”，但有人通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬推測(cè)了它的參數(shù)：距離太陽(yáng)200至800個(gè)天文單位，質(zhì)量是地球的5—10倍，繞太陽(yáng)一圈得3萬(wàn)年……

流浪的不一定是地球，還可能是黑洞

天文學(xué)家過(guò)去相信，在海王星外存在新行星的可能性非常小，因?yàn)檫@個(gè)區(qū)域的物質(zhì)太稀薄，要長(zhǎng)出一顆大行星，需要時(shí)間太漫長(zhǎng)。但是，如果太陽(yáng)系是從茫茫宇宙里“擄掠”了一顆現(xiàn)成的行星呢?這個(gè)可能性是值得考慮的。

“實(shí)際上宇宙中可能有非常多流浪的行星，就像電影里的‘流浪地球’一樣。”研究太陽(yáng)系外行星的天文學(xué)家、南京大學(xué)副教授謝基偉告訴科技日?qǐng)?bào)記者，一種尋找系外行星的方法叫做微引力透鏡法，就是通過(guò)捕捉影像的微弱變形——光線被沿途某顆天體的質(zhì)量扭曲了，來(lái)尋找系外行星存在的線索。通過(guò)這種方法我們觀測(cè)到不少“蛛絲馬跡”，說(shuō)明未知的黑暗里有許多無(wú)組織無(wú)紀(jì)律的“流浪漢”。

在懷疑有“P9”的區(qū)域，光學(xué)引力透鏡實(shí)驗(yàn)(OGLE)觀測(cè)到了引力異常。至少6個(gè)微引力透鏡事件表明了該區(qū)域引力異常，暗示存在一個(gè)自由漂浮天體，其質(zhì)量范圍在5—15個(gè)地球質(zhì)量之間。“P9”的猜想因此被鼓舞。

此次舒爾茨和恩溫的新論文猜測(cè)，該天體可能不是一顆流浪行星，而是一個(gè)流浪黑洞。它被太陽(yáng)系拉攏入群，攪亂了外圍天體的軌道。

一般來(lái)說(shuō)，天文學(xué)家觀測(cè)到的黑洞，是恒星死亡坍塌后聚集而成的。而存在于理論設(shè)想中的原初黑洞，是另一回事?；艚饘?duì)這個(gè)概念貢獻(xiàn)很大：那是宇宙大爆炸后不久產(chǎn)生并遺留至今的“文物”。

大爆炸之前的宇宙被天文學(xué)家叫做原初宇宙。原初宇宙的爆炸是不均勻的，局部空間能量密度太大，“沒(méi)崩開(kāi)”就壓縮成質(zhì)量無(wú)限大的點(diǎn)以及圍繞而成的黑洞。這種黑洞大小不一，小的可能只有粒子大，一般的原初黑洞跟太陽(yáng)系常見(jiàn)的小行星質(zhì)量類似。

這些黑洞隨后漂流宇宙各處。一些通過(guò)霍金輻射消散，像冰塊一樣化掉了;一些則吸收物質(zhì)壯大，存活至今。

舒爾茨和恩溫指出，海王星外天體的異常軌道，以及一些引力事件，可以用質(zhì)量為地球數(shù)倍的原初黑洞來(lái)解釋;一個(gè)原初黑洞可能被太陽(yáng)系捕獲，成為第九行星;他們證明這種捕獲的可能性是值得考慮的。

嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募僭O(shè)，仍有不少反對(duì)的聲音

“這篇論文思路還是很嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的，不是瞎猜想。”謝基偉說(shuō)，“但作者也說(shuō)這只是一種可能性。引入黑洞的概念，可能大家會(huì)覺(jué)得很有意思、很奇特。但下一步還無(wú)從著手。何況有沒(méi)有第九大行星還是問(wèn)題。”

舒爾茨和恩溫表示，如果“P9”是一個(gè)原初黑洞，或許能通過(guò)外圍的“暈”——黑洞外層正負(fù)電子湮滅發(fā)出的光，來(lái)確定它的存在。但一位行星學(xué)家告訴科技日?qǐng)?bào)記者，由于黑洞很小，而且不確定在什么位置，這種觀測(cè)是很難實(shí)現(xiàn)的。

“我個(gè)人不太喜歡原初黑洞這個(gè)想法。”一位從事行星研究的專家告訴科技日?qǐng)?bào)記者，“感覺(jué)近乎神秘學(xué)——能解釋一些現(xiàn)象，但是基本上永遠(yuǎn)看不到。”

“柯伊伯天體的發(fā)現(xiàn)者，大衛(wèi)·朱伊特(DavidJewitt)甚至壓根兒就不相信‘第九行星’的存在。”這位專家表示，大衛(wèi)·朱伊特在接受電視采訪時(shí)，直接說(shuō)不認(rèn)為“P9”存在。他認(rèn)為，黑洞假說(shuō)透露出科學(xué)家對(duì)取得“重大發(fā)現(xiàn)”的心態(tài)是急切的。但這個(gè)理論離可驗(yàn)證的階段還遠(yuǎn)。

眾說(shuō)紛紜的一個(gè)重要原因，是以目前人類的技術(shù)水平，觀測(cè)海王星外天體還很困難。盡管人類已經(jīng)觀測(cè)到幾千顆太陽(yáng)系外行星了。

“不識(shí)廬山真面目，只緣身在此山中。”謝基偉說(shuō)，“觀測(cè)系外行星，基本上是通過(guò)觀察恒星光譜的凌星效應(yīng)或多普勒效應(yīng)，間接推斷行星的情況。而對(duì)太陽(yáng)系內(nèi)行星就可以直接觀測(cè)。行星的亮度與它和太陽(yáng)距離成反比。太遠(yuǎn)的天體，接收光線就弱，反射光線更弱。”

外圍這樣廣闊，天體這樣暗淡，上百天文單位之外，還是一片未知。

謝基偉說(shuō)：“那些太陽(yáng)系邊緣的天體，很多是通過(guò)哈勃望遠(yuǎn)鏡看到的;等韋伯望遠(yuǎn)鏡工作以后，我們的觀測(cè)水平會(huì)改善一點(diǎn)。”(記者高博)

關(guān)鍵詞： 太陽(yáng)系 黑洞