最接近的确认黑洞到地球距离我们1000光年远——但我们的后院会不会有一个?有人假设,在海王星之外可能有一个围绕太阳运行的小黑洞,现在天文学家已经提出了我们如何在未来几年内使用即将问世的望远镜找到它。
太阳系的边缘是散落通过奇怪的物体,近年来,我们对那里的情况有了更清晰的了解。这是被压扁的雪人形状Arrokoth这颗古怪的矮行星被称为的妖精和遥远的世界Farout.
虽然大多数矮行星都很小,但有证据表明,在那里的阴影中潜伏着更大的东西——也许是一颗第九行星它的质量相当于5到10个地球。线索就在它们稳定但偏心的轨道上较小的边缘物体,而在太阳倾斜本身。
但也许第九行星根本就不是行星?一种看似新颖的假设认为,一个微小的黑洞也能产生同样的效果。它仍然有大致相同的质量——几个地球的质量——但把它都塞进一个柚子大小的黑洞里。
这是一个有趣的想法,但你如何实际证明它,一种或另一种方式?毕竟,对巨大行星的搜索都没有发现——要找到一个葡萄柚要困难得多,更不用说黑洞几乎是看不见的事实了。
这就是这项新研究的切入点。哈佛大学的天文学家现在概述了一种在太阳系外寻找这些微小黑洞的方法。关键是要注意它们可能爆发的时间,这是由于彗星过于靠近而被引力撕裂的结果。
该研究的合著者Amir Siraj说:“在黑洞附近,接近它的小天体会因为星际介质气体在黑洞上的背景吸积而加热而融化。”“一旦它们融化,这些小天体就会受到黑洞的潮汐破坏,然后从潮汐破坏的天体吸积到黑洞上。”
该团队表示,即使是这样,在正常情况下也很难做到,因为我们需要知道在哪里寻找。任何时候,我们都不知道这样一个黑洞在其轨道上的位置。
但即将问世的望远镜可能非常适合探测这些耀斑,无论它们发生在哪里。而不是专注于任何一个特定的点Vera C. Rubin天文台将每隔几晚拍摄整个可见的天空。
这个项目被称为空间和时间的遗留巡天(LSST),在10年的时间里,天文学家将能够跟踪物体的运动和亮度的变化,以及像超新星这样的短暂事件。
这台望远镜应该足够灵敏,有足够大的视野,才能真正对我们周围的环境进行清晰的普查。LSST预计将在太阳系中发现近4万个新的小天体,希望第九颗行星,无论它是什么,都将在其中。
研究小组表示,如果这个神秘的物体是一个黑洞,那么LSST将有能力探测到它发出的耀斑。事实上,该团队有足够的信心声称,它的存在将在2023年开始的观测运行的一年内得到证实或排除。
如果“第九行星”确实是一个黑洞,那么它的发现将会产生更奇怪的影响。目前宇宙中所有被确认的黑洞都被认为是由大质量恒星的致密、坍缩内核形成的,这些大质量恒星爆发成超新星。但一个只有几颗行星质量的小黑洞会以完全不同的方式诞生。
像斯蒂芬·霍金这样的科学家长期以来一直假设存在一种叫做原始黑洞.计算表明,这些物体是在大爆炸后的几秒钟内产生的,因为物质变得非常密集,并在自身引力下坍塌。这些原始黑洞小到可以拿在手里,但质量却有几颗行星那么大,它们可以点缀在宇宙中,看不见。
如果你对宇宙中不可见的物质听起来很熟悉,那么,这是有原因的。这些原始黑洞可以解释这个谜暗物质但迄今为止都没有被发现。因此,如果lst能在我们自己的后院发现一个原始黑洞,我们可能会立刻解开几个长期存在的谜团。
“这种方法可以探测或排除奥尔特云边缘的行星质量黑洞,或大约10万个天文单位,”Siraj说。“它可能会对原始黑洞中所含暗物质的比例提出新的限制。”
维拉鲁宾天文台目前正在智利建设中,预计今年年底将出现第一束光。在那之后,LSST的观测工作计划在2023年开始,所以我们可能没有太多时间来等待一些答案。
这项研究已被批准发表在天体物理学杂志通讯.