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9桥口美咲号行星可能是一个原始黑洞吗?

物理学 2022-03-21 00:00:39

作者:英格丽德·法德利

(同organic)有机 一个关于9号行星的艺术插图,如果它存在的话

信用:R

赫特(IPAC)/加州理工学院

几年来,天文学家和宇宙学家已经从理论上证明了位于太阳系最外层的另一颗行星的存在,它的质量是地球的10倍

这颗被称为9号行星的假想行星可能是引力效应的来源,这将解释现有宇宙学数据所强调的跨海王星天体轨道的异常模式

TNOs是围绕太阳运行的天体,位于海王星之外

在过去几年研究的基础上,杜伦大学和芝加哥伊利诺伊大学的两位研究人员雅各布·舒尔茨和詹姆斯·昂温最近进行了一项研究,探索9号行星是一个原始黑洞的可能性

他们发表在《物理评论快报》上的论文假设,在为期5年的光学引力透镜实验(GLE)数据集中观察到的TNOs的异常轨道和微透镜事件的过量可以同时用特定天体群体的存在来解释(其中一个是9号行星)

更具体地说,它引入了行星9和这些天体的其余部分可能是原始黑洞的想法

“我们的工作始于詹姆斯和他的妻子劳拉去芝加哥天文馆看了一部关于9号行星的纪录片,”进行这项研究的研究人员之一雅各布·舒尔茨告诉《物理》杂志

(同organic)有机

“这一定引起了詹姆斯的注意,因为他第二天打电话给我,我们开始弄清楚是否还有其他物体可能在那里模仿一颗行星

我们想出了许多有趣的场景:玻色星、超致密暗物质晕、原始黑洞——以及其他几种可能性

" 在他们开始探索关于9号行星性质的假说几个月后,东京大学的另一个研究小组重新分析了作为OGLE实验一部分收集的数据

OGLE是华沙大学开展的一个研究项目,需要使用先进的望远镜长时间捕捉天空图像

对OGLE数据集的重新分析初步指出,存在一群质量与天文学家预测的9号行星质量相似的多溴联苯醚

当舒尔茨和昂温得知这些初步的发现时,他们开始特别考虑行星9实际上可能是一个原始黑洞的可能性

5M⊕ PBH的精确比例(1:1)图示

请注意,一个10M⊕ PBH大概有一个十柱保龄球的大小

信用:Scholtz & amp昂温

“当我们意识到如果计划et 9是一个黑洞,围绕在原始黑洞周围的暗物质晕将是一种观察计划et 9的方式,因为它发出的x光/伽马射线信号,最后的部分真正走到了一起,”舒尔茨说

“从某种意义上说,我们研究的目的实际上是传达这样一个信息,即原始黑洞围绕太阳运行的想法并不像看起来那么荒谬,也许我们应该给予更多的关注

" 在过去的宇宙学数据中观察到的TNOs的不寻常轨道可以用另外一颗行星(9号行星)的存在来解释,这个假设已经被一些研究人员探索过了,包括由迈克·布朗和康斯坦丁·巴特金领导的加州理工学院的一个团队

另一方面,东京大学的团队重新分析了OGLE数据集,首次提出了这样的观点,即在OGLE数据中观察到的过度微透镜事件可能是存在多溴联苯醚的证据

从本质上来说,舒尔茨和昂温的研究将这两个假设联系起来,表明长期以来理论化的额外行星实际上可能是一个黑洞,属于东京大学的日村和她的同事提出的多溴联苯醚种群

此外,研究人员还表明,之前对9号行星起源的理论设想之一,即“捕获一颗自由漂浮的行星”,与日本研究小组强调的从人口中捕获一个PBH的设想同样可能

“我认为我们的研究有两个关键的重要结果,”舒尔茨说

“首先,我们设法启发了其他科学家,他们起初对这个场景持怀疑态度(他们应该如此),并从中得出了一些非常有趣的想法

例如,爱德华·威滕建议我们通过基于星火计划的小型太空探测器来探测9号行星的存在

指出一群原始黑洞在它们的轨道上遇到物质时会导致偶尔的闪光

" 舒尔茨和昂温最近的论文介绍了一个新的、引人入胜的假说,这个假说是关于迄今为止被称为9号行星的东西的性质

这一假设可以进一步探索或在新的研究中检验

此外,两位研究人员已经开始密切关注天空中移动的伽马射线和x光源,尽管有大量的可用数据可以让研究人员对其进行研究,但这一课题迄今为止基本上被忽视了

“我们未来的研究将主要集中于探索各种现有的数据集,并寻找天空中移动源的证据(或缺乏证据)。”舒尔茨说

“我们发现了一种非常有前途的方法,可以帮助我们观察移动的源,只要我们用费米大面积望远镜(在千兆电子伏范围内)每年探测到大约10个源光子

"

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