Ar galėtų Devintoji planeta būti pirmine juodąja bedugne?

Astronomai ir kosmologai jau daug metų kelia hipotezes apie dar vienos planetos, 10 kartų masyvesnės už Žemę ir skriejančios Saulės sistemos pakraščiuose, egzistavimą. Ši hipotetinė planeta, neišmoningai pavadinta Devintąja, galėtų paaiškinti pagal turimus duomenis neįprastas transneptūninių objektų (TNO) orbitas. TNO yra dangaus kūnai, kurie sukasi apie Saulę ir kurių orbitos yra toliau už Neptūno.

Remdamiesi pastaraisiais keliais metais atliktais tyrimais, Jakub Scholtz ir James Unwin, du tyrėjai iš Durhamo universiteto ir Ilinojaus universiteto Čikagoje, neseniai atliko skaičiavimus, rodančius tikimybę, kad Devintoji planeta yra pirminė juodoji bedugnė. Jų straipsnyje, publikuotame Physical Review Letters, keliama hipotezė, kad anomalios TNO orbitos ir mikrolęšiavimo įvykių perteklius, užfiksuotas 5 metų Optinio gravitacinio lęšiavimo eksperimento (Optical Gravitational Lensing Experiment – OGLE) duomenyse, tuo pačiu galėtų būti paaiškintas specifinių astronominių objektų populiacija (vienas iš jų ir būtų Devintoji planeta). O konkrečiau, jame keliama idėja, kad Devintoji planeta ir kiti kūnai galėtų būti pirminės juodosios bedugnės (PBH).

„Mūsų darbas prasidėjo, kai Jamesas su savo žmona Laura nuvyko į planetariumą Čikagoje ir pamatė trumpą dokumentinį filmą apie Devintąją planetą,“ Phys.org papasakojo vienas iš tyrėjų Jakubas Scholtzas. „Tai tikriausiai patraukė Jameso dėmesį, nes kitą dieną jis paskambino man ir ėmėme aiškintis, ar yra koks kitas objektas, kuris galėtų pamėgdžioti planetą. Sumąstėme kelis smagius scenarijus: Bose žvaigždes, ultrakompaktiškus tamsiosios materijos halus, pirmines juodąsias bedugnes — ir dar kelis kitus variantus.“

Praėjus keliems mėnesiams nuo Devintosios planetos prigimties hipotezių tyrimo pradžios, kita tyrėjų komanda iš Tokijo universiteto iš naujo išanalizavo OGLE eksperimento surinktus duomenis. OGLE yra Varšuvos universiteto atliekamas projektas, kurio metu pažangiais teleskopais ilgą laiką daromos dangaus nuotraukos.

Nauja OGLE duomenų analizė nurodė PBH populiaciją, kurių masė atitiko astronomų prognozuojamą Devintosios planetos masę. Sužinoję apie tokius įdomiu atradimus, Scholtzas ir Unwinas pradėjo konkrečiai tirti galimybę, kad Devintoji planeta iš tiesų gali būti pirminė juodoji bedugnė.

„Galiausiai dėlionės detalės sukrito, kai suvokėme, kad pirminę juodąją bedugnę supantys tamsiosios materijos halai galėtų suteikti galimybę Devintąją planetą stebėti, lyg ji būtų juodoji bedugnė, nes ji skleistų rentgeno/gama spindulius,“ sakė Scholtzas. „Tam tikra prasme, mūsų tyrimo tikslas buvo paskleisti žinią, kad idėja apie pirmines juodąsias bedugnes, kurios sukasi aplink Saulę nėra tokia absurdiška, kaip gali pasirodyti ir galbūt verta didesnio dėmesio.“

Hipotezę, kad ankstesniuose kosmologiniuose duomenyse stebimas neįprastas TNO orbitas galima paaiškinti papildoma Devintąja planeta, jau nagrinėjo keli tyrėjai, tarp kurių ir Michaelo Browno bei Konstantino komanda iš Kalifornijos technologijos instituto. Tuo tarpu iš naujo OGLE duomenų rinkinį išanalizavusi Tokijo universiteto komanda pirmoji iškėlė idėją, kad mikrolęšiavimo atvejų perteklius OGLE duomenyse gali liudyti PBH populiaciją.

Iš esmės, Scholtzo ir Unwino studija šias dvi hipotezes apjungia į vieną, siūlančią, kad ilgai teoriškai numatyta papildoma planeta iš tiesų gali būti juodoji bedugnė, priklausanti PHB populiacijai, kurios egzistavimą pasiūlė Nikura ir jos kolegos iš Tokijo universiteto. Be to, tyrėjai parodė, kad vienas iš anksčiau teoriškai numatytų Devintosios planetos kilmės scenarijų, vadinamasis „laisvai skraidančios planetos perėmimas,“ irgi yra lygiai taip pat tikėtinas kaip ir komandos iš Japonijos sukurtas PBH perėmimo iš populiacijos scenarijus.

„Manau, mūsų tyrimas pateikia dvi svarbias išvadas,“ sako Scholtzas. „Visų pirma, pavyko įkvėpti kitus mokslininkus, kurie iš pradžių buvo nusiteikę skeptiškai (kaip ir turėtų būti) šio scenarijaus atžvilgiu, ir iš čia kilo kelios itin įdomios idėjos. Pavyzdžiui, Edwardas Wittenas pasiūlė Devintosios planetos ieškoti mažais Starshot programos kosminiais zondais, o Loebas su kitais pastebėjo, kad PBH populiacija turėtų retkarčiais skleisti blyksnius, susidūrusi su materija savo orbitoje.“

Šis Scholtzo ir Unwin straipsnis iškelia naują, jaudinamą hipotezę apie tai, kas lig šiol vadinta Devintąja planeta. Ši hipotezė dar galės būti tyrinėjama arba patikrinta naujomis studijomis. Be to, du tyrėjai ėmė intensyviai ieškoti danguje judančių gama spindulių ir rentgeno spindulių šaltinių, kurie lig šiol iš esmės buvo ignoruojami, nepaisant daugybės duomenų, kuriuos galėtų studijuoti tyrėjai.

„Mūsų būsimasis tyrimas iš esmės bus skirtas įvairiausių egzistuojančių duomenų bazių tikrinimui, ieškant ten judančių objektų įrodymų (ar jų nebuvimo),“ sakė Scholtzas. „Nustatėme labai perspektyvų metodą, galėsiantį padėti išvysti judantį šaltinį, aptikus vos 10 iš šaltinio atskriejančių fotonų per metus FERMI didelio ploto teleskopu (GeV ruože).“

Ingrid Fadelli
phys.org

Nagrinėkite toliau:Planet Nine could be a primordial black hole, new research suggests