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假设太阳系内有一颗黑洞,那怎样才能找到它?

来源: 编辑: 时间:2020/07/28

[摘要]海王星附近岩石的集体运动的方式比较奇怪,就好像那儿有个5至10倍地球质量的巨大物体在绕轨运行,而这可能就是第九大行星存在的迹象。

图注:论文中的黑洞示意图,该黑洞直径则约为10.16厘米

腾讯太空讯 最近,有科学家发了一篇论文,论文中有幅图,用一个黑色的圆来表示黑洞。根据研究人员计算,如果该黑洞质量为地球质量的5倍,那么该黑洞直径则约为10.16厘米。而一个保龄球大小的黑洞,则相当于10个地球质量。

按比例换算一下,如果基于假设的太阳系第九大行星是一颗黑洞的话,其质量则约为5个太阳质量。那么,如果第九大行星真是颗黑洞,我们怎么才能找到它呢?

据外媒报道,普林斯顿高等研究院(IAS)著名物理学家爱德华·威滕(Edward Witten)对此问题有个想法。威滕提出,只需一大批装有精确时钟的由激光驱动的小型飞行器即可。

前往黑洞的超轻量级飞行器概念图

根据目前研究,太阳系有8颗行星和许多矮行星。但天文学家一直都很好奇,在海王星之外是否有第九大行星?该星是不是躲过了望远镜的追踪?

海王星附近岩石的集体运动的方式比较奇怪,就好像那儿有个5至10倍地球质量的巨大物体在绕轨运行,而这可能就是第九大行星存在的迹象。

虽然望远镜观测不到“第九大行星”,但科学家目前又不能排除其存在的可能。去年9月,伊利诺伊大学芝加哥分校的科学家詹姆斯·昂温(James Unwin),以及英国杜伦大学的科学家雅各布·舒尔茨(Jakub Scholtz)发表了一篇论文,认为第九大行星可能是一颗黑洞,自宇宙形成之初就一直存在,现在正绕着太阳运行。

两位科学家知道这一理论不太可能成立,但他们希望其他科学家展开想象,用独特的方式来寻找第九大行星,比如使用伽马射线望远镜。

威滕在此想法上更进一步。根据威滕的设想,假设第九大行星是一颗黑洞,科学家可开展一项专门寻找该黑洞的任务。威滕在arXiv预印本网站上发表了该论文。该论文尚未经过同行评审。

图注:突破摄星计划概念图

威滕提议的任务,需要依赖突破摄星(Breakthrough Starshot)计划。该计划,就是利用地球上的激光器,为单个质量仅为几克的超轻量级飞行器进行引导并提供能量加速,以探索更深的宇宙。

1天文单位(A.U.)约为1.5亿千米。冥王星与太阳的平均距离约为40A.U.。威滕提出,可发射一千个超轻量级飞行器并对其加速,使其足以飞行500A.U.的距离。

每个超轻量级飞行器都会向地球发回定时信息,而只要一个飞行器的时钟出现细微变化,就可能表明其已同小型黑洞的强引力场相交。

那么,我们现在就要建造这类飞行器吗?威滕表示,应该先通过望远镜或其他方式搜寻,如未果,可考虑超轻量级飞行器。

威滕还表示,尽管用微型飞行器搜寻黑洞并不容易,但“在微型飞行器中进行足够精确的计时,可能是该项目最大的障碍。”

图注:美国宇航局研究人员与太空原子钟

不过也有好消息,美国宇航(NASA)目前正在测试一个用于深空探测的原子钟,虽然该原子钟比较大,但很多突破即将出现。而最大的好消息就是,即便用望远镜搜不到“第九大行星”,我们还有威滕的后备计划。(翻译:羽佳 审核:乔辉)