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新浪科技訊 北京時間6月3日消息,據(jù)國外媒體報道,在太陽系最遙遠(yuǎn)、最寒冷的邊緣地帶,隱藏著一顆巨大的天體,對海王星之外的小型天體們施加著引力。該天體是一個假想中的外星世界,被稱作“九號行星”。它沿著一條極長的軌道圍繞太陽旋轉(zhuǎn),在黑暗中引發(fā)了各式各樣的引力亂象。但隨著對九號行星的搜索一天天過去、科學(xué)家依然沒能一瞥它的真容,有些研究人員不禁對該天體的身份產(chǎn)生了懷疑。它會不會根本就不是一顆行星呢?會不會是一個原初黑洞?
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九號行星之謎
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太陽系幅員遼闊。盡管我們的太空技術(shù)正在突飛猛進,外太陽系中有許多小型星球依然尚未被我們尋獲。而科學(xué)家認(rèn)為,九號行星要比這些天體大得多,質(zhì)量約等于地球的五到十倍,到太陽的距離介于400至800天文單位之間。一天文單位等于地球到太陽的平均距離,因此九號行星到太陽的距離相當(dāng)于冥王星與太陽距離的10至20倍。假如九號行星真的存在,它需要耗時1萬至2萬年才能完成一次公轉(zhuǎn)。
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在距離如此遙遠(yuǎn)的地方、有一顆如此巨大的星球在圍繞太陽旋轉(zhuǎn),這種可能性無疑十分吸引人。對其它恒星系統(tǒng)的研究顯示,質(zhì)量介于地球和海王星之間的地外行星較為普遍。為何太陽系中沒有質(zhì)量處于這一范圍的行星仍是個未解之謎,但假如九號行星真的存在,這將是一次重大的歷史性發(fā)現(xiàn),將徹底改變我們對圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的行星系統(tǒng)的理解。
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那么,為何科學(xué)家相信太陽系中存在這么一顆極端的九號行星呢?2016年,加州理工學(xué)院的康斯坦丁·巴蒂金(Konstantin Batygin)和邁克·布朗(Mike Brown)宣布發(fā)現(xiàn)了一群非常遙遠(yuǎn)的海王星外天體(簡稱TNOs),它們以很奇怪的方式聚集在一起,并且軌道非常相似。它們的軌道都呈現(xiàn)為古怪的傾斜狀,就好像全都與某個更大的行星天體之間存在引力相互作用一樣。但該區(qū)域并不存在已知的大型行星。因此巴蒂金和布朗猜測,那里也許有一顆尚未被發(fā)現(xiàn)的行星。于是對九號行星的搜索就此開始。
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說實話,軌道如此極端的行星是很難被我們發(fā)現(xiàn)的。但天文學(xué)家借助紅外探測法,希望能看到一顆遙遠(yuǎn)的天體緩緩爬過夜空。假如九號行星真的存在,它應(yīng)該會發(fā)出紅外輻射,這是自行星形成以來便不斷向外泄露的能量。但截至目前為止,除了在外太陽系中造成引力效應(yīng)外,科學(xué)家?guī)缀鯖]有發(fā)現(xiàn)任何說明它存在的直接證據(jù)。
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黑洞假說
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圖為藝術(shù)家繪制的九號行星概念圖。
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2019年9月24日,英國杜倫大學(xué)天文學(xué)家雅各布·舒爾茨(Jakub Scholtz)和芝加哥伊利諾伊大學(xué)的詹姆斯·恩溫(Jakub Scholtz)發(fā)表了一項新研究,描述了他們針對太陽系最外層奇特引力現(xiàn)象提出的另一種假說。他們認(rèn)為,這些奇特現(xiàn)象也許根本不是由一顆行星導(dǎo)致的,而有可能是一個原初黑洞。該理論發(fā)表后引發(fā)了一定爭議。
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這類黑洞體積太小,因此不會對太陽系的其它區(qū)域造成威脅。但在太陽系的遙遠(yuǎn)地帶,它造成的影響相當(dāng)巨大。關(guān)于九號行星的存在,我們掌握的唯一證據(jù)便是它對海王星外天體的引力效應(yīng),而黑洞畢竟是宇宙中引力最強的天體。
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科學(xué)家猜測,原初黑洞是最古老的一類黑洞,在大爆炸發(fā)生后便立即形成。早期宇宙中的密度波動可以迅速形成質(zhì)量各異的黑洞。這些古老的天體會在宇宙中四處運動,隨著時間的流逝,它們會通過霍金輻射緩緩地蒸發(fā)掉,其中體積較小的黑洞將會率先消失。
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雖然有許多宇宙演化理論認(rèn)為原初黑洞應(yīng)該存在,但我們尚未直接觀察到過它們,盡管有一些頗具說服力的間接證據(jù)。例如,對微透鏡事件(指一顆巨型天體從恒星前穿過時,通過扭曲時空、形成一臺“放大鏡”,背后的恒星會驟然變亮)的分析顯示,宇宙中存在許多小型黑洞,除了它們對時空造成的引力影響外,沒有其它任何可見線索。
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舒爾茨和恩溫重新分析了海王星外天體的奇特性質(zhì),并模擬了假如有一個質(zhì)量在地球5至10倍之間的黑洞在極遠(yuǎn)處圍繞太陽旋轉(zhuǎn)、會發(fā)生什么情況。他們的模型顯示,質(zhì)量處于該范圍內(nèi)的黑洞也會對海王星外天體造成類似的軌道擾動。這種假設(shè)還能解釋為何用光學(xué)觀測和紅外觀測都難以找到九號行星存在的證據(jù),因為原初黑洞根本不會產(chǎn)生這兩種信號。事實上,假如附近有一個黑洞的話,它可能會試圖將一團正在湮滅的暗物質(zhì)拖入其中,產(chǎn)生各式各樣的輻射。因此研究人員提出,根據(jù)他們的研究發(fā)現(xiàn),實驗范圍還需進一步擴大,需要“對移動的X射線、伽馬射線和其它高能宇宙射線來源展開細(xì)致搜索”。
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原初黑洞和太空“漢堡”
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雖然這是一條很有趣的研究路線,但用一種假想中的黑洞類型代替一顆假想中的恒星,也許會使九號行星之謎過于復(fù)雜化。
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“黑洞能解釋我們在外太陽系中觀察到的引力效應(yīng)嗎?當(dāng)然可以!”邁克·布朗表示,“我們只知道那邊有一個質(zhì)量約為地球六倍的天體,但并不清楚它究竟為何物?!?/p>
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布朗指出,行星當(dāng)然屬于“何物”的范疇。但只要質(zhì)量為地球的幾倍,它有可能是任何東西,只不過這種概率極低。布朗還補充道:“說不定那是一個質(zhì)量為地球六倍的漢堡呢……”
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不過話說回來,它的確有可能是一個質(zhì)量為地球六倍的黑洞。但物理學(xué)才不在乎這些質(zhì)量是由什么東西構(gòu)成的呢。
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“你同樣可以提出假說,稱我們通過徑向速度法找到的每一顆地外行星其實都是一個黑洞。這有可能嗎?當(dāng)然!但這在宇宙中合理嗎?不合理?!?/p>
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雖然尋找干擾海王星外天體的其它引力源是一種很科學(xué)的做法,但九號行星是一顆行星的可能性更大。天文學(xué)家只需要繼續(xù)搜索下去。越來越多的人相信,我們將在不久的將來發(fā)現(xiàn)它的存在。
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