"Планета X" на околицях Сонячної системи може бути чорною дірою

Об'єкт Х може виявитися не планетою, а чорною дірою.

Дивні траєкторії небесних тіл на околицях Сонячної системи, на які вказують дані деяких спостережень, натякають на існування там невідомого об'єкта масою близько п'яти земних. Вчені зазвичай припускали, що мають справу з планетою.

Однак Якуб Шольц (Jakub Scholtz) з Даремського університету і Джеймс Анвін (James Unwin) з Університету Іллінойсу в Чикаго висунули нову інтригуючу теорію. На їхню думку, це може бути невелика чорна діра, що утворилася в першу секунду після Великого вибуху.

Автори заявляють, що ця гіпотеза пояснює спостережувані орбіти транснептунових об'єктів не гірше, ніж версія з планетою. До того ж дані проекту OGLE вказують на те, що в околицях Сонця можуть існувати невеликі масивні об'єкти, що проявляють себе як гравітаційні лінзи.

Що таке первинні чорні діри?

Астрофізикам відомий тільки один процес, який хоча б теоретично може призводити до утворення чорних дір з масою істотно меншою, ніж у зірок. Це народження первинних чорних дір (ПЧД). На сьогоднішній день існування цих об'єктів не доведено. Однак космологи впевнені в їх існуванні, так як воно випливає з добре перевірених спостереженнями теорій.

Нагадаємо, про що йдеться. В ранньому  Всесвіті  існували області підвищеної щільності матерії. Завдяки гравітації речовина збиралася навколо них, як сніжний ком. Так поступово зародилися галактики. А там, де щільність була занадто високою, виникли первинні чорні діри.

Вважається, що всі ПЧД утворилися протягом першої секунди після Великого вибуху. Їх маси були найрізноманітнішими, від порошинки до сотень тисяч сонць. При цьому найбільше утворилося найлегших чорних дір, в меншій кількості виникли трохи більш важкі, і так далі. Ця ситуація нагадує живий світ: мікробів більше, ніж тарганів, а тарганів більше, ніж слонів.

Чим менше чорна діра, тим інтенсивніше вона випускає випромінювання Хокінга. На цей процес вона витрачає свою масу, через що починає випромінювати ще сильніше, і так далі. Закінчується це спалахом, схожим на вибух.

Однак поки астрономи не спостерігали подібних явищ. Це говорить про те, що первинних чорних дір у Всесвіті утворилося досить мало (хоча точна їх кількість залишається під питанням).

Таким чином, гіпотетично чорна діра масою в п'ять земних може бути привітом від першої секунди життя Всесвіту. Її вивчення могло б надати першу пряму інформацію про ту далеку епоху. Перші атомні ядра, що визначили хімічний склад Всесвіту, народилися в перші хвилини після Великого вибуху. Реліктове випромінювання вирушило мандрувати по космосу через сотні тисяч років.

Астрономам неймовірно пощастить, якщо ПЧД дійсно виявиться так близько до Сонця. Адже об'єкт Х, за розрахунками фахівців, знаходиться від нашого світила на відстані від 300 до 1000 астрономічних одиниць (1 а.е. – це відстань від Землі до Сонця). Для порівняння: до найближчої зірки сотні тисяч астрономічних одиниць.

Так є планета чи все-таки немає?

Однак як переконатися, що мова йде саме про чорну діру, а не про планету? Чорну діру такої маси не можна назвати величезною: її діаметр складе лише кілька сантиметрів. Засікти її по випромінюванню Хокінга теж проблематично: воно занадто слабке, на кілька порядків слабкіше реліктового.

Автори сподіваються, що сигналом послужить рентгенівське і гамма-випромінювання, що випускається темною матерією при падінні на чорну діру. Однак в такому підході вже дуже багато припущень. Властивості темної матерії за великим рахунком невідомі, її щільність в околицях Землі теж виміряна не дуже точно.

Як би не була спокуслива нова гіпотеза, вчені вважають за краще пояснювати спостережувані явища найбільш ймовірними, а значить, найбільш прозовими причинами. На даний момент далеко не всі експерти готові погодитися навіть з тим, що в орбітах транснептунових об'єктів є щось, що вимагає пояснення. А якщо таке пояснення дійсно треба, то в його якості фахівців більше влаштує суперземля, так як це планета.

Таким чином, тільки дуже вагомі факти, що виключають інші пояснення, можуть змусити наукове співтовариство прийняти як пріоритетну гіпотезу, що загадковий об'єкт Х – чорна діра.

Як би там не було, гіпотеза про таємничий "ІКСІ" приковує увагу спостерігачів до маловивчених околиць Сонячної системи і допомагає їм здійснювати нові відкриття.