天文學(xué)家:計劃用LSST搜索太陽系第一個黑洞!地球會有危險嗎?

一項最近的研究報告稱,天文學(xué)家將計劃動用在2022年建成的LSST望遠(yuǎn)鏡,準(zhǔn)備搜索太陽系可能潛在的第十大行星(第九大),據(jù)最新的理論認(rèn)為這個天體可能是一個葡萄柚(西柚)大小的黑洞!



第十大行星的由來與搜索歷史


曾經(jīng)的第九大行星冥王星是湯博在1930年發(fā)現(xiàn)的,它榮登第九大寶座大約76年,因在2000年初發(fā)現(xiàn)了數(shù)個外海王星天體,個頭都和冥王星差不多大,由此引發(fā)了一場大討論,最終2006年時IAU將冥王星踢出了九大行星行列!



因此第九大行星的搜索又提上了日程,其實關(guān)于第九大以及X行星的搜索,最早可以追溯到海王星的發(fā)現(xiàn)過程,赫謝爾發(fā)現(xiàn)天王星并且制定精確的星表后,天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)軌道經(jīng)常與觀測不相符,眾多懷疑的天文學(xué)家中,一位名不見經(jīng)傳的法國工藝學(xué)院教師勒維耶拔得頭籌,他投稿給柏林天文臺,后者收到當(dāng)晚發(fā)現(xiàn)了海王星,與計算只差了一度!



海王星發(fā)現(xiàn)后,同樣的故事又發(fā)生了一次,海王星軌道與計算不相符,因此又重新開始了一輪搜尋,而這次搜索則命名為X行星搜索,曾以畫出著名火星運河圖的著稱的帕西瓦爾·羅威爾則專門開始搜尋X行星,終于在1930年讓頭幾年才入職羅威爾天文臺的克萊德·湯博發(fā)現(xiàn)了!這顆行星就是傳說中的X行星:冥王星!



年輕時的湯博


第十大行星的猜測


早在冥王星被開除前的上世紀(jì)八十年代,天文界就開始熱衷于搜索第十大行星,當(dāng)然也不是一無所獲,至少天文學(xué)家們提出了各種可能存在的假設(shè)來想象第十大行星,比較典型的有幾個,比如尼比魯說,太陽黑暗伴星說,又或者涅墨西斯星和堤喀假說等等,天文學(xué)家們的腦洞是非常開闊的,只要需要,他們甚至可以再提出幾個假設(shè)!



比較值得一提的是尼比魯,1976年撒迦利亞·西琴在研究美索不達(dá)米亞的的歷史時發(fā)現(xiàn)他們記錄了十二個天體,除了我們了解的九大天體,還有三個是未知的!而瑪雅歷被解讀為2012年12月21日為世界末日,然后網(wǎng)上就謠言四起了:


1983年美國、英國和荷蘭聯(lián)合發(fā)射的第一顆天文紅外衛(wèi)星IRAS升空,發(fā)現(xiàn)了獵戶座方向的這顆行星,但消息被嚴(yán)密封鎖。

2012年初,美國海軍天文臺在南天區(qū)方向發(fā)現(xiàn)尼比魯?shù)挠跋?,已?jīng)目視可見,但仍然絕密。



2012過了,大家安然無恙,謠言不攻自破!所以在冥王星被踢出行星行列后,這第十大行星搜索又改回了X行星搜索時代,但現(xiàn)在已經(jīng)升級為第九大行星搜索計劃!


第九大行星真的是一個黑洞嗎?


2019年9月底,英國杜倫大學(xué)的物理學(xué)家雅各布·舒爾茨和美國伊利諾斯大學(xué)的杰姆斯·恩溫提出了一個驚人的設(shè)想,他們認(rèn)為,動用了全球最先進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡都沒有發(fā)現(xiàn)這顆行星,因此它很有可能是一個從光學(xué)波段難以觀測到的黑洞,他們根據(jù)對外海王星天體的擾動量,計算出這個黑洞的質(zhì)量大約在5-15倍,距離太陽大約在300-1000天文單位,公轉(zhuǎn)周期大約在3萬年左右!



這個黑洞是怎么產(chǎn)生的?它到底有多大呢?


地球大小的天體坍縮成黑洞的話,史瓦西半徑大約是8.85毫米,跟一個小湯圓差不多,如果是5倍的話大概和一個小皮球差不多大小(確實和西柚大小類似),當(dāng)然這只是一個計算值,而實際的黑洞除了通過質(zhì)量來計算外,觀測是難以直接測量其直徑的。



但只有質(zhì)量大于奧本海默極限的天體才可能坍縮成黑洞,地球這樣的天體是永遠(yuǎn)都不會有變成黑洞的機(jī)會,除非它被黑洞吞了!這種微型黑洞只能來自于宇宙大爆炸時產(chǎn)生的原初黑洞,不過實在難以想象,這個原初黑洞在銀河系中游蕩了138億年卻還沒有混成大佬,居然還成了太陽的“行星”,畢竟黑洞是可以通過吸積物質(zhì)和合并長大的,是在有些匪夷所思!



關(guān)于LSST計劃


黑洞都會吸積周圍的星際物質(zhì),包括塵埃,我們到現(xiàn)在為止的黑洞除了引力擾動外,其余的就是通過其吸積盤的X射線輻射觀測獲知,因此對這個“第九大行星”對外海王星天體的擾動是發(fā)現(xiàn)了,但它到底在哪呢?這個黑洞太小了,所以它吸積物質(zhì)產(chǎn)生輻射也極其微弱,這可能就是此前動用了那么多天文望遠(yuǎn)鏡,都沒有任何發(fā)現(xiàn)的主要原因!



因此天文學(xué)家非常期待的LSST望遠(yuǎn)鏡(大型綜合巡天望遠(yuǎn)鏡),這是正在智利安第斯山脈建造的大型望遠(yuǎn)鏡維拉·C·魯賓天文臺,這是一個廣角巡天反射望遠(yuǎn)鏡,口徑為8.4米,它的焦平面處有一個32億像素的CCD相機(jī),它可以提供3.5平方度的視野,只需要3天就能拍攝全天區(qū)一次(當(dāng)然只包括望遠(yuǎn)鏡所在的全部可見視野)。



LSST望遠(yuǎn)鏡效果圖


LSST的建造位置在智利北部科金博大區(qū)的帕穹山的伊爾佩恩峰,這里海拔2682米,選址位置在雙子星天文臺和南方天文物理研究望遠(yuǎn)鏡附近,預(yù)計2022年將開光試運行,LSST的科學(xué)目標(biāo)為如下幾個:


觀測深空中微重力透鏡以及暗能量和暗物質(zhì)。

尋找太陽系中的小天體,包括近地小行星和柯依伯帶天體。

監(jiān)測光學(xué)瞬變,包括新星和超新星。

觀測銀河系。

天文學(xué)家對LSST抱有極大的希望,稱LSST將以前所未有的靈敏度掃描天空,如果太陽系邊緣存在一顆葡萄柚大小的黑洞,那么將在LSST的監(jiān)測下無所遁形,按計劃,LSST將在一年內(nèi)確認(rèn)是否存在這個黑洞!



人類制造過的和打算制造的望遠(yuǎn)鏡口徑對比

2023年,我們將能確定太陽系后院到底是否隱藏著一頭巨獸!

太陽系會有危險嗎?

黑洞確實很可怕,只要黑洞維持自身的軌道不亂跑,不進(jìn)入太陽系內(nèi),那就不會有問題!畢竟井水不犯河水嘛,其實這很容易理解,都45億年了還沒吞沒太陽系,各位就放心吧!但在太陽系的后院有一頭巨獸,總覺得心里毛毛的!但很可惜,如果真的存在,我們也能力送走!

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