
在太陽系的遙遠邊境,有一片神秘的區域 —— 柯伊伯帶。長久以來,它似乎被大多數人遺忘,靜靜地待在海王星軌道之外,遠離我們熟悉的太陽系內層世界。
柯伊伯帶距離太陽約 30 到 50 天文單位,那是個極其遙遠的地方。想象一下,地球到太陽的距離是 1 天文單位,差不多 1.5 億千米,而柯伊伯帶離太陽可比這遠多了!這里就像是太陽系形成后的一個 “倉庫”,保存著太陽系誕生之初的許多 “遺跡”。據天文學家推測,柯伊伯帶中直徑超過 100 千米的天體可能多達 10 萬個,個頭從幾千米到 2000 多千米不等。像冥王星、妊神星和鳥神星這些大家比較熟悉的天體,都在柯伊伯帶里。而且,海王星的衛星海衛一,很可能也是從柯伊伯帶被海王星捕獲的。不過,別看這里天體數量多,它們加起來的總質量還不到地球的 1/10。這些天體主要由凍結的低沸點混合物構成,比如水、氨和甲烷,和火星與木星之間主要由巖石和金屬構成的小行星帶很不一樣。太陽系里的大多數彗星,就來自這個神秘的柯伊伯帶。
這么看來,柯伊伯帶好像就是個充滿小天體的偏遠地帶,沒什么特別之處。但近些年,科學家們在研究柯伊伯帶時,發現了一些讓人困惑的現象。柯伊伯帶里有一組星體,它們的運動十分獨特。不像其他小天體容易受海王星等大行星引力的影響,這組星體的軌道很不尋常。有些是繞太陽公轉,軌道卻有著極高的偏心率,也就是非常扁的橢圓;還有些軌道平面向上翹起,和我們熟悉的黃道面形成了明顯的夾角。這就奇怪了,一個海王星,甚至加上冥王星,都不足以產生這樣的效果。于是,科學家們提出了一個大膽的假設:在某個地方,一定還有其他大質量的星體在影響著這些柯伊伯帶天體的運動,這就是著名的 “第九行星” 猜想。
從名字就能看出,雖然大家還沒找到這顆 “第九行星”,但多數研究都是基于它是一顆行星展開的。不過,有兩位科學家卻提出了一個讓人震驚的想法。英國杜倫大學的物理學家雅庫布?肖爾茨和美國伊利諾斯大學的詹姆斯?昂溫在預印本網站 arXiv 上發表文章稱,我們一直沒找到的所謂 “第九行星”,可能根本不是行星,而是一個原初黑洞!原初黑洞和我們平常聽說的那種由大質量恒星坍縮形成的黑洞不一樣,它是在宇宙早期大爆炸暴漲時,由于物質超高密度形成的。雖然目前還沒有直接證據證明原初黑洞存在,但之前波蘭華沙大學發起的光學重力透鏡實驗(OGLE),通過引力透鏡效應,發現了一些可能的線索。根據廣義相對論,當背景光源發出的光在引力場附近經過時,光線會像通過透鏡一樣發生彎曲。OGLE 研究過程中觀測到,有些引力場可能沒星系那么大,離太陽系還特別近,甚至就在銀河系內,這些物質密度極高,質量能達到地球的 5 倍左右。而原初黑洞,就是對這些物質的一個重要猜想。
肖爾茨和昂溫把原初黑洞和 “第九行星” 聯系了起來。他們覺得,如果 OGLE 觀測到的引力透鏡事件是原初黑洞造成的,那么太陽系捕獲一個原初黑洞,也能讓太陽系邊緣的柯伊伯帶天體出現軌道異常。從 “第九行星如何形成” 的角度看,如果它是一顆行星,形成的方式可能有三種。第一種,它就在現在的位置形成。但從太陽系誕生到現在,時間不夠讓一個超大質量的行星在這么遠離太陽的地方形成,所以這種可能性不大。第二種,它原本在離太陽更近的地方形成,后來通過某種方式被 “彈射” 到現在的位置。可這需要很苛刻的條件,比如附近有恒星經過,而現有的研究表明,太陽系歷史上沒出現過這種情況。第三種,它原本是一個自由浮動行星,不圍繞任何恒星公轉,偶然被太陽引力場捕獲,才來到現在的位置。但我們對自由浮動行星了解得很少。肖爾茨和昂溫認為,如果太陽系能捕獲自由浮動行星,那按照同樣原理,捕獲一個原初黑洞也不是沒可能。
這個猜想可不得了,如果 “第九行星” 真的是原初黑洞,那我們現在用光學和紅外望遠鏡去找它,可能都是白費力氣,因為這些望遠鏡根本觀測不到原初黑洞。那怎么才能找到這個神秘的 “第九行星” 呢?肖爾茨和昂溫假設原初黑洞周圍包裹著一圈暗物質,暗物質粒子的湮滅會產生伽馬射線,這就給我們觀測留下了機會。天文學家可以通過費米伽瑪射線空間望遠鏡對這種現象進行觀察。他們也計劃對費米伽瑪射線空間望遠鏡捕獲的數據進行分析,尋找更多線索。
當然啦,“第九行星是黑洞” 這個想法,目前還只是基于猜想的猜想,論文也還沒正式發表。它的學術價值還需要更多專業的探討和判斷。不過,在人類對宇宙探索還很有限的今天,這樣的猜想讓我們知道,地球之外的世界,可能遠比我們想象的還要神奇。說不定在那遙遠又神秘的柯伊伯帶,真的藏著一個黑洞,默默地影響著太陽系邊緣的一切呢。
好啦,今天關于柯伊伯帶和可能存在的黑洞的話題就聊到這兒。希望大家能對宇宙的奧秘多一些好奇,多一些探索的熱情。記得動動發財小手點贊關注,好運就會常伴你左右哦!





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