近年来,天文学家和宇宙学家对另一颗存在于太阳系最外层、质量比地球大十倍的行星进行了理论研究。这颗被称为“行星9”的假想行星可能是引力效应的来源,它可以解释现有宇宙学数据强调的跨海王星天体(TNO)轨道中的异常模式。TNO是一个围绕太阳运行的天体,位于海王星之外。
基于过去几年的研究,来自杜伦大学和伊利诺伊大学芝加哥分校的两位研究人员雅各布舒尔茨(Jakub Scholtz)和詹姆斯昂温(James Unwin)最近进行了一项调查,探索第九颗行星是原始黑洞的可能性。他们的论文发表在《物理评论快报》(物理评论快报)上,假设五年光学引力透镜实验(OGLE)数据集观测到太多TNO轨道异常和微透镜事件,可以解释为特定天体物理体(其中一个是第九行星)的存在。更具体地说,它引入了第9颗行星和这些天体的其余部分可能是原始黑洞(PBH)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,”主持这项研究的研究人员之一雅各布舒尔茨告诉Phys.org。“这一定引起了詹姆斯的注意,因为他第二天打电话给我,我们开始发现是否有其他物体可以模仿行星。我们提出了很多有趣的场景:玻色星、超致密暗物质晕、原始黑洞等几种可能性。”
在他们开始探索关于9号行星性质的假设几个月后,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是华沙大学的一个研究项目,需要使用先进的望远镜长期捕捉天空图像。
对OGLE数据集的再分析初步表明,现有PBH人口的质量与天文学家预测的9号行星相似。当舒尔茨和昂温得知这些初步发现时,他们开始考虑第九颗行星实际上可能是一个原始黑洞的可能性。
“当我们意识到原始黑洞周围的暗物质晕将成为观察9号行星的一种方式时,如果它是一个黑洞,那么最后一部分真的会聚集在一起,因为它会发出X射线/伽马射线信号,”Scotes说从某种意义上说,我们研究的目的实际上是传递这样一个信息,即一个原始黑洞围绕太阳运行的想法并不像看起来那么荒谬,也许我们应该对此给予更多的关注。"
一些研究人员探索了这样一种假设,即在过去的宇宙学数据中观察到的TNOs的异常轨道可以用另一颗行星(9号行星)的存在来解释,包括迈克布朗和康斯坦丁巴蒂金。另一方面,东京大学的研究团队重新分析了OGLE数据集,并且是第一个提出在OGLE数据中观察到太多微透镜事件可能是PBHs存在的证据的人。
本质上,舒尔茨和昂温进行的研究将这两个假设联系起来,表明理论上已经存在很长时间的额外行星实际上可能是一个黑洞,属于东京大学的Nikura和他的同事提出的PBH集团。此外,研究人员表明,先前被认为是第9颗行星起源的理论场景之一,即“捕获一颗自由漂浮的行星”,是尽可能从PBH捕获PBH。日本队强调的人口。
舒尔茨说:“我认为我们的研究有两个关键而重要的成果。”“首先,我们设法激励了其他科学家,他们最初对这种情况持怀疑态度,并从中获得了一些非常有趣的想法。例如,爱德华威滕建议爱德华威滕基于星火计划提出一个小型太空探测器。Loeb等人指出,原始黑洞在轨道上遇到物质时,偶尔会引起闪光。”
舒尔茨和昂温最近发表的一篇论文介绍了一个新的迷人的假设,迄今为止它被称为行星9。这一假设可以在新的研究中进一步探索或检验。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射线源。尽管有大量的可用数据供研究人员研究,但到目前为止,这个话题在很大程度上被忽视了。
舒尔茨说:“我们未来的研究将主要集中在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)。”“我们已经确定了一个非常有希望的方法。只要我们用费米大面积望远镜(在GeV范围内)每年探测到10个左右的源光子,就能帮助我们看到移动的源。”

