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.
