太陽系“老九”是個黑洞？ 猜測很大膽，驗證卻很難

本報記者 高 博

不久前，國外兩位天文學家提出大膽設想：太陽系中“時隱時現”的第九大行星，很可能是一個原初黑洞。

太陽系裏有一黑洞，操控了遙遠的天體？有專家表示，這是個有趣的假想，但以現在的觀測能力很難證實或證偽。

空缺的王位，又有新的爭奪者

十幾年前，第九大行星是誰，教科書裏還寫得清清楚楚。1930年克萊德⋅湯博發現冥王星，將其與天王星、海王星等量齊觀，起了“PLUTO”（普魯託）這個氣派的希臘名，太陽系九大行星變成一種常識性知識。

然而，科學家後來意識到，在太陽系外圍空間裏，冥王星似乎“遠不夠看”。1992年開始陸續發現一些遙遠的冰石結構天體，體量跟冥王星差不多。2005年更是發現了鬩神星，比冥王星質量還多出27%！冥王星都能算九大，鬩神星不排個第十，説不過去。

天文學家當機立斷，2006年8月舉行的第26屆國際天文聯會通過決議：冥王星劃為矮行星，從太陽系九大行星中除名。普魯託悲慘退位，成了134340號小行星。

但第九大行星的王位，沒那麼容易取消。近5年來，一些新的發現讓人猜測：太陽系中或許存在一顆真正的“P9”（第九大行星）。

9月24日，又有一個新人加入了王位爭奪戰——arXiv.org張貼了一份論文，英國杜倫大學的雅各布⋅舒爾茨（Jakub Scholtz）與美國伊利諾斯大學的傑姆斯⋅恩温（James Unwin）提出了一個大膽的設想：太陽系中的第九大行星，可能是一顆原初黑洞。

奇怪的軌道，指向隱藏的“P9”

2014年左右，天文學家在柯伊伯帶（海王星軌道之外的黃道面附近區域）發現一些天體，軌道離太陽遠的時候居然可達到幾百個天文單位（一個天文單位即太陽與地球間的距離）。一開始這被解釋為海王星引力散射效應。但很快，新第九大行星的猜想被提了出來。

導致冥王星降級的“罪魁禍首”，美國加州理工學院的邁克⋅布朗，在2016年和同事發現：柯伊伯帶中6顆天體有奇怪的軌道，它們的近日點都指向一個方向。就像6塊以不同速率轉圈的鐘表，但指針都向着一個方向。如果海王星是幕後操盤者，它們的指向早該彌散，不會這麼集中。

而且6顆天體離太陽最近時，距離也超過了40個天文單位，海王星假説也不好解釋。

邁克⋅布朗和同事計算出，“大傢伙指向偶然一致”的可能性為0.007%——還是相信有一顆“尚未現身的大傢伙”更為現實。

天文學家、南京大學教授周禮勇接受科技日報記者採訪時説，最初很多人反對“P9”的存在。隨着近幾年不斷的新發現，證實第九大行星存在的統計學顯著性逐漸提高。

雖未觀測到“P9”，但有人通過計算機模擬推測了它的參數：距離太陽200至800個天文單位，質量是地球的5—10倍，繞太陽一圈得3萬年……

流浪的不一定是地球，還可能是黑洞

天文學家過去相信，在海王星外存在新行星的可能性非常小，因為這個區域的物質太稀薄，要長出一顆大行星，需要時間太漫長。但是，如果太陽系是從茫茫宇宙裏“擄掠”了一顆現成的行星呢？這個可能性是值得考慮的。

“實際上宇宙中可能有非常多流浪的行星，就像電影裏的‘流浪地球’一樣。”研究太陽系外行星的天文學家、南京大學副教授謝基偉告訴科技日報記者，一種尋找系外行星的方法叫做微引力透鏡法，就是通過捕捉影像的微弱變形——光線被沿途某顆天體的質量扭曲了，來尋找系外行星存在的線索。通過這種方法我們觀測到不少“蛛絲馬跡”，説明未知的黑暗裏有許多無組織無紀律的“流浪漢”。

在懷疑有“P9”的區域，光學引力透鏡實驗（OGLE）觀測到了引力異常。至少6個微引力透鏡事件表明了該區域引力異常，暗示存在一個自由漂浮天體，其質量範圍在5—15個地球質量之間。“P9”的猜想因此被鼓舞。

此次舒爾茨和恩温的新論文猜測，該天體可能不是一顆流浪行星，而是一個流浪黑洞。它被太陽系拉攏入羣，攪亂了外圍天體的軌道。

一般來説，天文學家觀測到的黑洞，是恆星死亡坍塌後聚集而成的。而存在於理論設想中的原初黑洞，是另一回事。霍金對這個概念貢獻很大：那是宇宙大爆炸後不久產生並遺留至今的“文物”。

大爆炸之前的宇宙被天文學家叫做原初宇宙。原初宇宙的爆炸是不均勻的，局部空間能量密度太大，“沒崩開”就壓縮成質量無限大的點以及圍繞而成的黑洞。這種黑洞大小不一，小的可能只有粒子大，一般的原初黑洞跟太陽系常見的小行星質量類似。

這些黑洞隨後漂流宇宙各處。一些通過霍金輻射消散，像冰塊一樣化掉了；一些則吸收物質壯大，存活至今。

舒爾茨和恩温指出，海王星外天體的異常軌道，以及一些引力事件，可以用質量為地球數倍的原初黑洞來解釋；一個原初黑洞可能被太陽系捕獲，成為第九行星；他們證明這種捕獲的可能性是值得考慮的。

嚴謹的假設，仍有不少反對的聲音

“這篇論文思路還是很嚴謹規範的，不是瞎猜想。”謝基偉説，“但作者也説這只是一種可能性。引入黑洞的概念，可能大家會覺得很有意思、很奇特。但下一步還無從着手。何況有沒有第九大行星還是問題。”

舒爾茨和恩温表示，如果“P9”是一個原初黑洞，或許能通過外圍的“暈”——黑洞外層正負電子湮滅發出的光，來確定它的存在。但一位行星學家告訴科技日報記者，由於黑洞很小，而且不確定在什麼位置，這種觀測是很難實現的。

“我個人不太喜歡原初黑洞這個想法。”一位從事行星研究的專家告訴科技日報記者，“感覺近乎神秘學——能解釋一些現象，但是基本上永遠看不到。”

“柯伊伯天體的發現者，大衞⋅朱伊特（David Jewitt）甚至壓根兒就不相信‘第九行星’的存在。”這位專家表示，大衞⋅朱伊特在接受電視採訪時，直接説不認為“P9”存在。他認為，黑洞假説透露出科學家對取得“重大發現”的心態是急切的。但這個理論離可驗證的階段還遠。

眾説紛紜的一個重要原因，是以目前人類的技術水平，觀測海王星外天體還很困難。儘管人類已經觀測到幾千顆太陽系外行星了。

“不識廬山真面目，只緣身在此山中。”謝基偉説，“觀測系外行星，基本上是通過觀察恆星光譜的凌星效應或多普勒效應，間接推斷行星的情況。而對太陽系內行星就可以直接觀測。行星的亮度與它和太陽距離成反比。太遠的天體，接收光線就弱，反射光線更弱。”

外圍這樣廣闊，天體這樣暗淡，上百天文單位之外，還是一片未知。

謝基偉説：“那些太陽系邊緣的天體，很多是通過哈勃望遠鏡看到的；等韋伯望遠鏡工作以後，我們的觀測水平會改善一點。”