Девятая планета или черная дыра?

Ученые из Гарвардского университета и организации Black Hole Initiative (BHI) разработали новый метод поиска черных дыр во внешней Солнечной системе, а вместе с ним и определения истинной природы гипотетической девятой планеты.

В статье, принятой к публикации в Astrophysical Journal Letters, подчеркивается способность будущей миссии Legacy Survey of Space and Time (LSST) наблюдать аккреционные вспышки, наличие которых может доказать или исключить Девятую Планету как черную дыру.

Исследователи разработали новый метод поиска черных дыр во внешней Солнечной системе, основанный на вспышках, возникающих в результате разрушения перехваченных комет.

Исследование предполагает, что LSST обладает способностью находить черные дыры, наблюдая за аккреционными вспышками, возникающими в результате воздействия на небольшие объекты в облаке Оорта.

«В непосредственной близости от черной дыры небольшие тела, которые приближаются к ней, расплавятся в результате нагрева от фоновой аккреции газа из межзвездной среды на черную дыру», — говорят ученые.

«Маленькие тела подвергаются приливному разрушению черной дырой, за которым следует аккреция  тела в черную дыру. Поскольку черные дыры по своей природе темны, излучение, которое материя испускает на своем пути к центру черной дыры, является нашим единственным способом осветить эту темную среду.»

Будущие поиски первичных черных дыр могут быть основаны на новых расчетах. Этот метод позволяет обнаружить или исключить черные дыры с массой планеты до края облака Оорта, или на расстоянии около ста тысяч астрономических единиц. Он может установить новые ограничения на долю темной материи, содержащейся в первичных черных дырах.

Ожидается, что предстоящий LSST будет обладать чувствительностью, необходимой для обнаружения аккреционных вспышек, в то время как нынешняя технология не в состоянии сделать это.

«LSST будет иметь широкое поле зрения, охватывающее все небо и искать временные вспышки. Другие телескопы хорошо показывают на известную цель, но мы не знаем точно, где искать Девятую планету. Мы знаем только обширную область, в которой она может находиться.»

Способность LSST обозревать небо дважды в неделю чрезвычайно ценна. Кроме того, его беспрецедентная глубина позволит обнаруживать вспышки, возникающие в результате относительно небольших ударных воздействий, которые происходят чаще, чем крупные.

В новом документе основное внимание уделяется знаменитой Девятой планете как главному первому кандидату на обнаружение. Большинство теорий предполагают, что Девятая Планета — это ранее не обнаруженная планета, но она также может указывать на существование черной дыры с массой планеты.

«Девятая Планета является убедительным объяснением наблюдаемого скопления некоторых объектов за орбитой Нептуна. Если существование Планеты будет подтверждено прямым электромагнитным поиском, это будет первое обнаружение новой планеты в Солнечной системе за два столетия, не считая Плутона, сказал Амир Сирадж, автор работы, добавив, что неспособность обнаружить свет от Девятой Планеты Девять — или другие недавние модели, такие как предложение отправить зонды для измерения гравитационного влияния, сделает модель черной дыры интригующей.

Было много спекуляций относительно альтернативных объяснений аномальных орбит, наблюдаемых во внешней Солнечной системе. Одной из выдвинутых идей была возможность того, что Девятая Планета может быть черной дырой размером с яблоко с массой от пяти до десяти раз больше, чем у Земли.

Акцент на Девятой Планете основан как на беспрецедентном научном значении, которое имело бы гипотетическое открытие черной дыры с массой планеты в Солнечной системе, так и на продолжающемся интересе к пониманию того, что же там находится.

Siraj et al., Searching for Black Holes in the Outer Solar System with LSST. arXiv:2005.12280v2 [astro-ph.HE]. arxiv.org/abs/2005.12280