一群科學家認為所謂的太陽系第九大行星(并非冥王星,而是一個更大質量的行星)是通過并不具備代表性的數據推測出來的,他們正在挑戰其存在的基礎。然而,那些認為在太陽系邊緣存在一個巨大天體的科學家仍在堅持着自己的觀點。
長期以來一直有一個觀點,認為存在一個圍繞太陽運轉,但卻幾乎無法得到太陽光溫暖的遙遠天體,很多科學家都在努力證實這個觀點。但是直到2016年天文學界才開始認真的對待這個觀點。加州理工學院的邁克•布朗教授緻力于将冥王星排除在九大行星之外,而康斯坦丁•巴特金教授提供了證據,證實六顆外海王星天體(位于海王星軌道外側的天體)的軌道聚攏在一起,就好像有一個物體在吸引着它們。這兩位教授估計那個物體的質量是地球的5到10倍,由于它極其遙遠導緻我們現在才注意到。
外海王星天體示意圖
從那以後各種證據開始讓人疑惑不解:一方面,對第九大行星的觀測一無所獲,另一方面,更多的外海王星天體被發現,他們的軌道顯示出被第九顆行星吸引的同樣迹象。
然而,懷疑論者反駁說我們僅在一個很小的區域尋找外海王星天體,因此我們發現的那些天體的軌道會很類似,這并不稀奇。我們隻能在它們運行到最靠近太陽的位置時才能看見它們,這在一開始就導緻了樣本的偏差,更何況對區域的搜索也不完全。布朗和巴特金教授嘗試在搜索外海王星天體過程中彌補這種偏差,但并非所有人相信他們成功的做了彌補。
因此密歇根大學的博士生凱文•納皮爾和一個多學科團隊檢查了外海王星天體搜索研究過的一些區域,其中重點考慮的是曾經發現了14顆外海王星天體的三個項目。
在行星科學雜志上準備發表的一篇論文中,納皮爾和另一位共同作者認為,對于搜索外海王星天體而言,确定望遠鏡的觀測區域方面有更多可做的事情(并且可以無障礙的觀測到更深遠的範圍),這比研究遙遠的引力影響要可靠得多。這些發現并不能完全排除第九顆行星,我們需要更多數量的外海王星天體來最終證實其是否存在。實際上,我們有一些發現可以用來解釋之前的一些觀點,納皮爾據此認為第九顆行星并不存在,而巴特金并不認為這些發現能夠推翻其觀點。
納皮爾告訴科學雜志,這種星體的聚簇現象是由于我們觀測的位置和時間導緻的後果,并不需要一個模型去進行解釋。巴特金則不同意,他認為納皮爾的工作并不能區分星體聚簇和随機的外海王星分布情況。
如果納皮爾是對的,第九顆行星也并非解釋這種聚簇現象的唯一理論。一個行星質量的黑洞設想也被提了出來,雖然看上去很令人驚訝,但是這個理論解釋了為什麼我們始終無法找到這顆行星。當然,如果聚簇現象并不存在,那麼這個理論也就不必要了。
找到足夠數量的外海王星天體來解決這個疑問,這正是建設魯賓天文台的目的之一,它将在2023年建成并投入使用。我們隻需要耐心等待其登場。
相關知識
黑洞(英語:black hole)是時空展現出極端強的引力,以至于沒有粒子,甚至電磁輻射,像是光能逃逸的區域。廣義相對論預測,足夠緊密的質量可以扭曲時空,形成黑洞;不可能從該區域逃離的邊界稱為事件視界(英語:event horizon)。雖然,事件視界對穿越它的物體的命運和情況有巨大影響,但對該地區的觀測似乎未能探測到任何特征。在許多方面,黑洞就像一個理想的黑體,它不反光。此外,彎曲時空中的量子場論預測,事件視界發出的霍金輻射,如同黑體的光譜一樣,可以用來測量與質量反比的溫度。在恒星質量的黑洞,這種溫度高達數十億K,因此基本上無法觀測。
最早在18世紀,約翰·米歇爾和皮耶-西蒙·拉普拉斯就考慮過引力場強大到光線都無法逃逸的物體。1916年,卡爾·史瓦西發現了廣義相對論第一個精确解(也就是史瓦西黑洞),然而大衛·芬克爾斯坦在1958年才首次發表它做為一個無法逃脫空間區域的解釋。長期以來,黑洞一直被認為僅僅來自數學上的好奇。在20世紀60年代,理論工作顯示這是廣義相對論的一般預測。約瑟琳·貝爾·伯奈爾在1967年發現中子星,激發了人們引力坍縮形成的緻密天體可能是天體物理中的實體的興趣。
預期恒星質量的黑洞會在恒星的生命周期結束的坍塌時形成。黑洞形成後,它可以經由吸收周邊的物質來繼續生長。通過吸收其它恒星并與其它黑洞合并,可能形成數百萬太陽質量(M)的超大質量黑洞。人們一緻認為,大多數星系的中心都存在着超大質量黑洞。
BY: Stephen Luntz
FY: TelescopeX
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