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2020-06-01太陽系旁有黑洞？第九行星之謎
606 期
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陳明堂／中央研究院天文所研究員，臺灣黑洞團隊發起人之一。2019年事件視界望遠鏡成功獲取首張黑洞影像榮獲基礎物理突破獎
自1990年代以來，天文學家在海王星的外圍區域已經發現上千顆的小行星，統稱為海王星外天體或外海天體（Trans-Neptune Object）。2015年，美國加州理工學院（Caltech）的天文學家發現其中幾個小行星的運行軌道有些不規則的現象。這群特別的小行星軌道似乎受到一股來自外圍重力拉扯所造成，猶如在外海天體的外面還有一顆行星等級的星體。因此，他們推論太陽系的外圍應該有一顆還未被發現的行星：第九行星（Planet 9）。
依據他們的數學模型，第九行星的軌道遠在海王星之外，在太陽系最遙遠冰冷的角落。它的質量大約是地球的十倍，公轉週期介於1~2萬地球年，但是到今（2020）年為止，還沒有直接的觀測證據顯示九號行星的存在。
現實雖然如此，卻無法阻礙理論學家的想像。就在去（2019）年，兩位分別來自英國和美國的理論天文學家，針對第九行星的謎題加碼提出一個奇特的設想，他們認為九號行星可能是一顆非常奇特的黑洞，稱為太初黑洞（primodial black hole），他們甚至提出如何偵測這種星體的方法。當然，此假設的前提是第九行星必須真的存在。
黑洞其實有好多種，哪種才可能出現在太陽系內？
黑洞就在我們的太陽系，此說法可能會讓一般人覺得是科幻小說的情節。雖然乍聽十分誇張和聳動，但是事實上卻不盡然是天馬行空的幻想。
人們對黑洞的了解是建立在愛因斯坦的廣義相對論。黑洞是經由重力塌縮（gravitational collapse）後形成的星體， 它具有質量、自轉和事件視界（event horizon）。根據理論，任何發生在事件視界裡面的資訊都無法傳遞到外面，所以對外界的觀察者而言，黑洞的物理性質來自於事件視界之外的空間，因此事件視界代表黑洞的視覺大小。根據目前的星球演化理論，依據質量的不同，黑洞可略分為超大質量黑洞（supermassive black hole）、恆星黑洞（stellar black hole）及行星等級黑洞等。
去年，事件視界望遠鏡團隊公布人類史上第一張黑洞影像的證據，臺灣的科學家在拍攝這張歷史影像的過程中有著卓越的貢獻。這張影像來自編號M87星系中心的黑洞，黑洞質量估計是50億個太陽質量，它的事件視界約等於太陽系的大小，是一顆超大質量黑洞。如果太陽系就位在此黑洞旁邊，對渺小的地球人來說將是一件非常不幸的事，地球不但會有隨時被它吞噬的危機，還必須擔心從它周遭發出來的強烈輻射能量。顯然此類型的超大質量黑洞不可能成為太陽的行星。……【更多內容請閱讀科學月刊第606期】