假想中的第九大行星或是一个原始黑洞，引力效应的来源

多年来，天文学家和宇宙学家已经从理论上证明，在太阳系的最外层存在一颗质量比地球大10倍的行星。这颗假想的行星，被命名为第九大行星，可能是引力效应的来源，而引力效应将解释现有宇宙学数据所强调的外海王星天体(TNOs)轨道的不寻常模式。TNOs是围绕太阳运行的天体，位于海王星之外。

在过去几年的研究基础上，杜伦大学和伊利诺斯大学芝加哥分校的两名研究人员雅各布·肖尔茨(Jakub Scholtz)和詹姆斯·安文(James Unwin)最近进行了一项调查，探索第九大行星是一个原始黑洞的可能性。他们的论文发表在《物理评论快报》上，推测TNOs的异常轨道和在5年光学引力透镜实验(OGLE)数据集中观测到的过多微透镜事件，可以同时解释特定天体群体的存在(其中一个是第九大行星)。更具体地说，它介绍了第九大行星，剩下的这些天体可能是原始黑洞(PBHs)。

“我们的工作开始于詹姆斯和他的妻子劳拉去芝加哥天文馆，看到了一个关于第九大行星的短纪录片。”开展这项研究的研究人员之一肖尔茨表示，“这引起了詹姆斯的注意，第二天就给我打来电话，我们开始想搞清楚那里是否有其它类似行星的物体。我们提出了许多有趣的设想：玻色恒星、超致密暗物质晕、原始黑洞——以及其它几种可能。”

东京大学的另一个研究小组在开始探索关于第九大行星性质的假设几个月后，重新分析了OGLE实验中收集的数据。OGLE是华沙大学进行的一项研究项目，需要使用先进的望远镜长时间捕捉天空图像。

对OGLE数据集的重新分析初步指出存在大量的PBHs，其质量与天文学家预测的第九大行星的质量相似。当肖尔茨和詹姆斯了解到这些初步的发现时，他们开始特别考虑第九大行星可能实际上是一个原始黑洞的可能性。

“当我们意识到，如果第九大行星是一个黑洞，围绕着它的暗物质晕将是一种观察它的方式，因为它释放出的X射线/伽玛射线信号时，最后的部分真的结合在一起了。” 肖尔茨说，“在某种意义上，我们研究的目的真的是要传达这样一个信息，即原始黑洞绕太阳运行的想法并不像它看起来那么荒谬，或许我们应该给予更多关注。”

在过去的宇宙学数据中观察到的TNOs异常轨道可以用另外一颗行星(第九大行星)的存在来解释的假设，已经被一些研究人员探索过，包括由加利福尼亚理工学院迈克尔·布朗和康斯坦丁·巴蒂金领导的一个团队。另一方面，东京大学的研究小组重新分析了OGLE的数据集，第一个提出了这样的观点:在OGLE数据中观察到的大量微透镜现象可能是PBHs存在的证据。

从本质上说，肖尔茨和詹姆斯的研究将这两种假设联系起来，表明这个长期存在于理论中的外行星实际上可能是Nikura和她在东京大学的同事提出的属于PBHs的黑洞。此外，研究人员还发现，之前关于第九大行星起源的理论假设之一，即“捕获一颗自由漂浮的行星”，与日本研究小组强调的捕获PBH的假设一样有可能。

“我认为我们的研究有两个关键的重要结果。” 肖尔茨说，“首先，我们设法启发了其他科学家，他们一开始对这个场景持怀疑态度，由此产生了一些非常有趣的想法。例如，爱德华·威滕(Edward Witten)建议我们通过基于摄星计划的小型太空探测器来探测第九大行星的存在，勒布等人指出，原始黑洞的数量在其轨道上遇到物质时，会偶尔产生闪光。”

在一篇论文中，爱德华·威滕认为，质量约100克的航天器可以通过编程传输定时信号，如果它们中的任何一个进入黑洞的范围，信号就会被它的引力放大。

这种方法的缺点是，航天器需要以原子钟的精度对信号进行计时，而目前还没有小到可以安装在100克探测器上的原子钟。另一个研究小组提出了另一种方案，即探测器发送一个简单的信号，然后用高分辨率的射电望远镜测量它们轨道的变化。但又有研究小组提出质疑，太阳风等效应会压倒任何引力效应。

肖尔茨和詹姆斯最近的论文介绍了一种新的、令人着迷的假设，关于迄今为止被称为第九大行星的东西的本质。这一假设可以在新的研究中得到进一步探索或验证。此外，这两位研究人员已经开始密切关注天空中移动的伽玛射线和X射线源，尽管有大量可用数据可供研究人员研究，但这一课题迄今为止基本上被忽视了。

“我们未来的研究将主要集中于探索各种现有的数据集，寻找天空中移动光源的证据。” 肖尔茨说，“我们已经确定了一种非常有前途的方法，可以帮助我们看到一个移动的光源，只要我们每年用FERMI大面积望远镜(在GeV范围内)探测到大约10个光源光子。”

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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