"Планета X" на окраинах Солнечной системы может быть чёрной дырой

Объект Х может оказаться не планетой, а чёрной дырой.

Иллюстрация Caltech/R. Hurt (IPAC).

Странные траектории небесных тел на окраинах Солнечной системы, на которые указывают данные некоторых наблюдений, намекают на существование там неизвестного объекта массой около пяти земных. Учёные обычно предполагали, что имеют дело с планетой.

Однако Якуб Шольц (Jakub Scholtz) из Даремского университета и Джеймс Анвин (James Unwin) из Университета Иллинойса в Чикаго выдвинули новую интригующую теорию. По их мнению, это может быть небольшая чёрная дыра, образовавшаяся в первую секунду после Большого взрыва.

Авторы заявляют, что эта гипотеза объясняет наблюдаемые орбиты транснептуновых объектов не хуже, чем версия с планетой. К тому же данные проекта OGLE указывают на то, что в окрестностях Солнца могут существовать небольшие массивные объекты, проявляющие себя как гравитационные линзы.

Что такое первичные чёрные дыры?

Астрофизикам известен только один процесс, который хотя бы теоретически может приводить к образованию чёрных дыр с массой существенно меньшей, чем у звёзд. Это рождение первичных чёрных дыр (ПЧД). На сегодняшний день существование этих объектов не доказано. Однако космологи уверены в их существовании, так как оно следует из хорошо проверенных наблюдениями теорий.

Напомним, о чём речь. В ранней Вселенной существовали области повышенной плотности материи. Благодаря гравитации вещество собиралось вокруг них, как снежный ком. Так постепенно зародились галактики. А там, где плотность была слишком высокой, возникли первичные чёрные дыры.

Считается, что все ПЧД образовались в течение первой секунды после Большого взрыва. Их массы были самыми разнообразными, от пылинки до сотен тысяч солнц. При этом больше всего образовалось самых лёгких чёрных дыр, в меньшем количестве возникли чуть более тяжёлые, и так далее. Эта ситуация напоминает живой мир: микробов больше, чем тараканов, а тараканов больше, чем слонов.

Чем меньше чёрная дыра, тем интенсивнее она испускает излучение Хокинга. На этот процесс она расходует свою массу, из-за чего начинает излучать ещё сильнее, и так далее. Заканчивается это вспышкой, похожей на взрыв.

Такие вспышки взрывающихся ПЧД должны давать знать о себе гамма-излучением и выбросами антивещества. Однако пока астрономы не наблюдали подобных явлений. Это говорит о том, что первичных чёрных дыр во Вселенной образовалось довольно мало (хотя точное их количество остаётся под вопросом).

Таким образом, гипотетическая чёрная дыра массой в пять земных может быть приветом от первой секунды жизни Вселенной. Её изучение могло бы предоставить первую прямую информацию о той далёкой эпохе. Никакие уже открытые астрономами объекты не образовались так рано. Первые атомные ядра, определившие химический состав Вселенной, родились в первые минуты после Большого взрыва. Реликтовое излучение отправилось странствовать по космосу через сотни тысяч лет.

Астрономам невероятно повезёт, если ПЧД действительно обнаружится так близко к Солнцу. Ведь объект Х, по расчётам специалистов, находится от нашего светила на расстоянии от 300 до 1000 астрономических единиц (1 а.е. – это дистанция от Земли до Солнца). Для сравнения: до ближайшей звезды сотни тысяч астрономических единиц.

Так планета или всё-таки нет?

Однако как убедиться, что речь идёт именно о чёрной дыре, а не о планете? Чёрную дыру такой массы нельзя назвать громадной: её диаметр составит лишь несколько сантиметров. Засечь её по излучению Хокинга тоже проблематично: оно слишком слабое, на несколько порядков слабее реликтового.

Авторы надеются, что сигналом послужит рентгеновское и гамма-излучение, испускаемое тёмной материей при падении на чёрную дыру. Однако в таком подходе уж очень много предположений. Свойства тёмной материи по большому счёту неизвестны, её плотность в окрестностях Земли тоже измерена не слишком точно.

Как бы ни была соблазнительна новая гипотеза, учёные предпочитают объяснять наблюдаемые явления наиболее вероятными, а значит, наиболее прозаическими причинами. На данный момент далеко не все эксперты готовы согласиться даже с тем, что в орбитах транснептуновых объектов есть нечто, требующее объяснения. А если такое объяснение действительно нужно, то в его качестве специалистов больше устроит суперземля, так как планет это класса уже открыто очень много (насколько сейчас известно, они вообще самые многочисленные в Галактике).

Таким образом, только очень веские факты, исключающие иные объяснения, могут заставить научное сообщество принять как приоритетную гипотезу, что загадочный объект Х – чёрная дыра.

Как бы то ни было, гипотеза о таинственном "иксе" приковывает внимание наблюдателей к малоизученным окраинам Солнечной системы и помогает им совершать новые открытия.

К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о том, что речь может идти не об одной массивной планете, а о целом рое малых небесных тел.