Планета 9 или мистериозна първична черна дупка?

Двама физици смятат, че трябва да се провери дали има древна, първична черна дупка с размерите на грейпфрут, която се крие в Слънчевата система.

И този мъничък, тежък обект може всъщност да заеме мястото на теоретична планета, така наречената Планета 9, за която някои изследователи смятат, че може да влияе гравитационно на други обекти в нашата Слънчева система.

Това означава ли, че в нашия ъгъл на космоса наистина се крие черна дупка? Не непременно, казват изследователите. Но според тях, събирането на аргументи за нейното съществуване си струва.

Далеч във външния край на Слънчевата система, минаващ около орбитата на Нептун, най-отдалечената известна планета, има група малки обекти, които се държат странно. Тези „транс-Нептунови обекти“ (TNOs) се групират по необичайни начини и са склонни да се въртят около оси, които сочат към една широка част от небето, далеч от по-големите известни планети. Също така, TNOs имат орбита в различна равнина от осемте известни планети. Това предполага, че нещо друго ги притегля със своята гравитация.

Някои астрономи анализират този странен модел, правят някои изчисления и стигат до извода, че трябва да има друга планета, една, която е с 10 до 20 пъти по-голяма маса от тази на Земята и която има орбита, която я води много далеч от Слънцето. Това е причудлива теория, която обикновено се нарича „Планета 9“, но много астрономи я приемат сериозно. Ловът на Планета 9 продължава от години, като астрономите използват визуална светлина и инфрачервени телескопи, за да сканират най-отдалечените части на Слънчевата система.

„Нещото, което разбрахме е, че гравитацията е важното в случая“, казва Якуб Шолц, физик от университета в Дърам, Англия и един от двамата астрономи, стоящи зад идеята. „Не е необходимо непременно да бъде планета. Най- разумното обяснение е, че това е планета. Но като теоретични физици ние знаем, че космологията в ранната Вселена може много лесно да въведе редица много интересни нови теоретични тела – едно от които … е черна дупка“.

Обикновено, когато говорим за черни дупки, имаме предвид огромни обекти, образувани, когато гигантски звезди се сриват превръщайки своите маси в безкрайно плътни обекти, от които никоя светлина не може да избяга. Но някои космолози смятат, че в първите моменти на Вселената, когато всичко е било горещо и плътно и се разпръсква далеч заради Големия взрив, а звездите още не са се образували, вече са се появили черните дупки.

Тези първични призраци от създаването на Вселената се образуват, когато парченца от тази ранна материя са смачкани заедно така плътно, че се кондензират в сингулярност – точка, в която дадена функция приема безкрайна стойност, особено в пространство-времето, когато материята е безкрайно плътна, както в центъра на черна дупка.

„Тази част от Вселената става толкова плътна, че просто се превръща в черна дупка“, казва Шолц пред Live Science.

Тези черни дупки биха били по-малки от звездните черни дупки, образувани от срутващи се масивни звезди, обяснява Джеймс Ънуин, физик от Чикагския университет и съавтор на статията. И според някои модели те биха били значително по-тежки от Земята.

„Черната дупка с тази маса не прилича на нищо друго“, каза Ънуин. „Нейният хоризонт би бил мъничък – ако има размера на грейпфрут, би била с пет пъти по-голяма маса от тази на Земята, ако е с размера на топка за боулинг – 10 пъти по-голяма от земната маса. Но гравитацията е важното. Ако такава черна дупка намери път в нашата Слънчева система, тя би имала орбита около Слънцето, както планета и би притегляла планети и астероиди джуджета, точно както теоретичната Планета 9. Няма да има начин да се различат ефектите на гравитацията на една планета от тези на изначална черна дупка със същата маса.

Същите модели, които произвеждат първични черни дупки, каза Ънуин, предлагат най-доброто обяснение за това как механизмът на Хигс (за който се смята, че вменява маса върху всички частици) и друга основна физика са се появили във Вселената. Затова има основателна причина да мислим, че тези неща съществуват, независимо дали някога са се озовали в нашата слънчева система или друга звездна система. Но никой никога не ги е открил. Въпреки това има някои скорошни доказателства, които предполагат, че те наистина могат да съществуват.

„Смятам, че това е доста непознато в общността“, казва Ънуин, „и ние наистина се опитваме да привлечем по-широко внимание към тази теория.“

Има експеримент, наречен Оптичен гравитационен експеримент за легиране (OGLE) в Полша. Той сканира небето за доказателства за гравитационно „микросензиране“, места в космоса, където планетата или някой друг обект предизвикващ гравитация, е огънал пътя на светлинен лъч, пътуващ към Земята. В случаите на звездите, изследвани от OGLE, това огъване на светлината просто изглежда като блясък на звездата за миг.

Но OGLE съобщиха за нещо странно. Шест пъти са забелязани много кратки проблясъци, което подсказва за много бързо движещи се обекти, имащи между 0,5 земни маси и 20 земни маси. Не така изглеждат планетите наблюдавани от OGLE, казва Ънуин, и има основателна причина да се подозира, че шестте обекта „хванати“ при експеримента може да са първични черни дупки. (Друга възможност е много бързо движещите се „свободно плаващи планети“ да се движат около външни звездни системи, но настоящите планетарни модели не биха предвидили, че има много такива планети във Вселената).

„Ако тези шест обекта са малки, първични черни дупки“, казва Шолц, „тогава това означава, че такива черни дупки не са такава рядкост във Вселената. Не бихте очаквали обаче, те да се появят във всяка звездна система“, казва той. „Повечето биха плавали свободно из космоса. Но не би било ужасно шокиращо, ако системата ни извади късмет и ги има“. „Тези две неща сочат еднакъв диапазон на маси“, казва Ънуин. „Това е нещото, което много ни развълнува.“

„Липсващата планета е някъде между може би пет и 20 земни маси и доказателствата на OGLE сочат някъде между 0,5 и 20 земни маси. Така че това е интересно съвпадение.“

Ако аномалията на TNO всъщност се окаже черна дупка, казва Унвин, това ще докаже съществуването на изначални черни дупки и ще намали диапазона от маси за тях, който би обяснил кога точно в историята на Вселената са се образували.