Ψάχνοντας μια αρχέγονη μαύρη τρύπα στο ηλιακό μας σύστημα

Posted on 02/05/2020

0


… που παίζει τον ρόλο του ένατου πλανήτη

Οι πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος είναι οκτώ (κι όχι εννέα όπως μαθαίναμε στο παρελθόν εμείς οι μεγαλύτεροι): ο Ερμής, η Αφροδίτη, η Γη, ο Άρης, ο Δίας, ο Κρόνος, ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας. Αυτό ισχύει μετά το 26ο συνέδριο της Διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης (IAU) (14 – 25 Αυγούστου 2006) που έγινε στην Πράγα, εκεί όπου ο Πλούτωνας υποβιβάστηκε, χωρίς κανέναν σεβασμό στην ιστορία του, στην κατηγορία των νάνων-πλανητών.
Όταν λοιπόν ακούμε για τον ένατο πλανήτη, σίγουρα δεν πρόκειται για τον Πλούτωνα, αλλά για έναν υποθετικό (προς το παρόν) πλανήτη σε πολύ μεγάλη απόσταση από τον ήλιο, η ύπαρξη ή όχι του οποίου προβληματίζει τους αστρονόμους εδώ και αρκετά χρόνια. Η υπόθεση αυτή γίνεται ώστε να προσομοιωθούν ακριβέστερα οι τροχιές των απόμακρων σωμάτων της ζώνης Kuiper. Η μελέτη της τροχιάς του Κρόνου, διαμέσου του διαστημικού σκάφους Cassini, έδωσε μια μικρή ένδειξη ύπαρξης του πλανήτη 9 και έβαλε όρια στις παραμέτρους του.

Αν υπάρχει ένα τέτοιο αντικείμενο, υπολογίζεται να έχει μάζα 5 έως 10 M (M=η μάζα της Γης) και να βρίσκεται σε απόσταση της τάξης των 500 AU από τον ήλιο(1 AU= 1 αστρονομική μονάδα). Αν πρόκειται για έναν κοινό πλανήτη μπορεί να βρεθεί από τις αστρονομικές έρευνες των τηλεσκοπίων.

Όμως πριν από ενάμισι χρόνο οι Jakub Scholtz και James Unwin, δημοσίευσαν ένα άρθρο σχετικά με τον υποθετικό πλανήτη 9, όπου διατύπωσαν την άποψη πως ο υποθετικός πλανήτης 9 θα μπορούσε να είναι μια αρχέγονη μαύρη τρύπα (το μέγεθος της οποίας δεν ξεπερνάει μια μπάλα του ποδοσφαίρου!).

Σε μια τέτοια περίπτωση, οι συμβατικές αστρονομικές έρευνες προφανώς θα αποτύχουν. Βέβαια, ένα διαστημικό σκάφος μιας μελλοντικής αποστολής θα μπορούσε άμεσα να διερευνήσει το περιβάλλον του πολύ καλύτερα. Όμως υπάρχουν δυο προφανείς δυσκολίες:
Πρώτον, ο πλανήτης 9, αν υπάρχει, βρίσκεται πολύ μακριά και δεν ξέρουμε πού είναι. Το Voyager 1 που ήταν το πρώτο ανθρώπινο κατασκεύασμα που βγήκε από το εσώτερο ηλιακό σύστημα, απομακρύνεται  με ταχύτητα περίπου 17 km/sec (ως προς τον ήλιο), θα φτάσει σε από σταση 500 AU σε περίπου 150 χρόνια.
Δεύτερον, έχουμε μεν μια γενική εκτίμηση σχετικά με την πιθανή τροχιά του πλανήτη 9, αλλά δεν γνωρίζουμε που ακριβώς βρίσκεται σ’ αυτήν.  Έτσι, θάπρεπε να διερευνηθεί μια τεράστια έκταση του ουρανού. Στην ιδανική περίπτωση, για να βρεθεί ο πλανήτης 9, απαιτούνται ταχύτητες διαστημικών σκαφών (τουλάχιστον) εκατοντάδων χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο για να φτάσουν στην τροχιά του σε μια δεκαετία. Επιπλέον, θα έπρεπε να εκτοξευθούν σε διαφορετικές κατευθύνσεις εκατοντάδες διαστημόπλοια (το λιγότερο), ώστε κάποια από αυτά να πλησιάσουν τον πλανήτη 9 μερικές δεκάδες αστρονομικές μονάδες.

Με βάση τις τωρινές διαστημικές αποστολές ο πλανήτης 9 είναι απρόσιτος.

Μια πιθανή εναλλακτική και φθηνή λύση είναι να χρησιμοποιηθούν τα μικρά διαστημικά σκάφη του προγράμματος Breakthrough Starshot για την ανίχνευση του βαρυτικού πεδίου αυτού του αντικειμένου.  Αυτό προτείνει ένας από τους μεγαλύτερους φυσικομαθηματικούς της εποχής μας, ο Edward Witten, στην πρόσφατη δημοσίευσή του με τίτλο «Searching for a Black Hole in the Outer Solar System»

Το πρόγραμμα Breakthrough Starshot προβλέπει την χρήση ισχυρών λέιζερ για την επιτάχυνση πολύ μικρών διαστημικών σκαφών (με μάζα της τάξης των γραμμαρίων!) μέχρι ταχύτητες περίπου στο 20% της ταχύτητας του φωτός. Σε μια πρώτη αποστολή του Breakthrough Starshot σχεδιάζεται η εξερεύνηση του εξωτερικού ηλιακού μας συστήματος με ταχύτητες στο 1% της ταχύτητας του φωτός. Όμως σύμφωνα με την σύντομη ανάλυση του Edward Witten, για την αναζήτηση του πλανήτη 9, είναι προτιμότερη μια τάξη μεγέθους μικρότερες ταχύτητες, δηλ, στο 0,1% της ταχύτητας του φωτός.

Mε μια ταχύτητα της τάξης του 0,001c, τα μικροσκοπικά διαστημόπλοια θα μπορούσαν να φτάσουν στον πλανήτη 9 περίπου μια δεκαετία μετά την εκτόξευσή τους, εφόσον εκτοξεύονταν προς την σωστή κατεύθυνση.  Όμως το πλεονέκτημα  του προγράμματος Breakthrough Starshot είναι ότι μπορούν να εκτοξευθούν πολλά μικροσκοπικά διαστημόπλοια προς διάφορες κατευθύνσεις, ώστε να καλύψουν μεγάλη περιοχή του διαστήματος

Η διαταραχή στην ταχύτητα και την τροχιά ενός διαστημοπλοίου που πλησιάζει την αρχέγονη μαύρη τρύπα (πλανήτη 9), θα δημιουργήσει αποκλίσεις στον χρόνο άφιξης σημάτων προς την Γη από το διαστημικό σκάφος της τάξης των 10-5 δευτερολέπτων. Αν κάποιο από αυτά καταφέρει να προσεγγίσει τον πλανήτη σε μια απόσταση τάξης μεγέθους 50 AU, για να αποκαλυφθεί το μυστηριώδες αντικείμενο αρκεί τα διαστημικά σκάφη να μπορούν να στέλνουν σήματα χρονισμού με ακρίβεια 10-5 δευτερολέπτων στην Γη. Βέβαια, η ικανότητα ακριβούς χρονομέτρησης στα πολύ μικρά διαστημικά σκάφη μπορεί να αποβεί η μεγαλύτερη πρόκληση κατά την υλοποίηση αυτoύ του προγράμματος…

Μπορείτε να διαβάσετε όλες τις λεπτομέρειες στην δημοσίευση του Witten (για την οποία διάφοροι κακεντρεχείς λένε πως έγινε εξαιτίας της βράβευσης του Witten με το Breakthrough Prize από τον πάμπλουτο Yuri Milner .. για να προωθήσει το πρόγραμμα Breakthrough Starshot που ήταν ιδέα του Milner!)

Click to access 2004.14192.pdf


via pu2keqiri

(νεώτερη ενημέρωση 5/5/2020)
διαβάστε και μια άλλη πρόταση σχετικά με το τι είναι τελικά ο πλανήτης 9 ΕΔΩ: «Planet Nine Could Be a Mirage«

Ετικέτα: ,