На протяжении многих лет астрономы и космологи разрабатывают теории о существовании в Солнечной системе дополнительной планеты, расположенной в транснептуновом пространстве. Гипотетический космический объект массой в 10 раз превышающей земную, известный как Планета X (Planet 9 в англоязычной литературе), может быть источником гравитационных аномалий, которые объяснили бы необычные орбиты известных науке транснептуновых объектов. Основываясь на исследованиях последних лет, команда учёных из Даремского университета и Иллинойсского университета в Чикаго рассмотрела вероятность того, что Планета X может оказаться первичной чёрной дырой.
Развитием гипотезы о гравитационной природе Планеты X занимались двое исследователей Якуб Шольц и Джеймс Анвин. В своей работе «What If Planet 9 Is a Primordial Black Hole?» они упомянули аномальные орбиты транснептуновых объектов, а также многочисленные случаи наблюдения событий гравитационного микролинзирования, запечатлённые в рамках пятилетнего проекта Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE). Обе странности могли бы объяснить наличие специфического астрономического объекта, коим может оказаться искомая Планета X.
На гипотезу об аномальной природе Планеты X Джеймса Анвина вдохновил документальный фильм о тайнах Солнечной системы и транснептуновых объектах, случайно увиденный им во время визита в планетарий Чикаго в компании его супруги. Планета X настолько захватила мысли учёного, что уже на следующий день он связался с коллегой Якубом Шольцем из Даремского университета и предложил провести собственное исследование, чтобы понять, может ли загадочный объект за орбитой Нептуна и Плутона быть не планетой, но чем-то иным, что способно имитировать некоторые характеристики планет, обладая при этом ещё дюжиной непредсказуемых свойств. Анвин и Шольц разработали сразу несколько оригинальных сценариев, согласно которым Планета X могла бы быть бозонной звездой, сверхкомпактным гало тёмной материи, первичной чёрной дырой и т. п. Главным требованием к гипотетическому жителю Солнечной системы было наличие мощного гравитационного воздействия на окружающие объекты.
Параллельно с Шольцем и Анвином к подобной теории пришла группа учёных из Токийского университета. Они тоже проанализировали данные OGLE – польско-американского исследовательского проекта по изучению темной материи при помощи метода гравитационного микролинзирования. Результаты их анализа также указывали на вероятность существования за пределами орбиты Нептуна группы первичных чёрных дыр, общая масса которых сопоставима с массой Планеты X, предсказанной астрономами. Когда Шольц и Анвин узнали об исследовании токийских коллег, они также сузили область своей работы до поиска доказательств в пользу аналогичной гипотезы.
Несколькими годами ранее калифорнийские астрофизики изучали влияние таинственной Планеты X на другие транснептуновые объекты и их орбиты. По сути в своём исследовании Шольц и Анвин описали тесную связь между гипотезами калифорнийских и токийских коллег, выдвинув теорию о том, что предполагаемая американцами Планета X является одной из группы первичных чёрных дыр, предсказанных учёными из Токийского университета. По мнению исследователей, их гипотеза также может служить продолжением теории о происхождении Планеты X, согласно которой она могла быть «странствующим» объектом, захваченным Солнцем извне. Учёные не исключают, что Планета X может быть не планетой-бродягой, а захваченной в гравитационный плен первичной чёрной дырой.
Первичная чёрная дыра – это специфический тип чёрных дыр, которые образовались в момент начального расширения Вселенной в сверхплотной материи. То есть они возникали не на конечном этапе эволюции крупной звезды, но в результате колебаний плотности материи после Большого взрыва. Данный тип чёрных дыр является гипотетическим, однако, согласно предположениям учёных, они являются относительно стабильными, чтобы сохраниться даже спустя миллиарды лет. По расчётам космологов, такие объекты должны быть достаточно миниатюрными, чтобы пережить процесс расширения материи, и в то же время достаточно крупными, чтобы производить эффект гравитационного микролинзирования. В ходе изучения данных OGLE Шольц и Анвин пришли к выводу, что эффект микролинзирования может усиливать микрогало тёмной энергии, окружающее первичную чёрную дыру. Таким образом, есть вероятность, что астрономам удастся «увидеть» искомую чёрную дыру, запечатлев её ореол рентгеновского и гамма-излучения.
Якуб Шольц пояснил, что данное исследование не должно служить доказательством того, что Планета X на самом деле является первичной чёрной дырой. Работу Шольца и Анвина можно считать попыткой учёных показать, что вероятность существования в Солнечной системе чёрных дыр не столь абсурдна, как может показаться сперва. По их мнению, в исследовании тайн космоса даже самые маловероятные сценарии могут оказаться реальностью, поскольку наши знания о Вселенной всё ещё слишком ограничены. Учёные считают, что разгадка природы Планеты X может скрываться даже среди уже имеющихся данных, полученных в ходе многочисленных исследований транснептунового пространства. В частности, Шольц и Анвин планируют продолжить поиск подвижного источника рентгеновского и гамма-излучения в базе космического гамма-телескопа Fermi.
Кроме того, азарт Шольца и Анвина вдохновил присоединиться к поиску и других учёных. К примеру, американский физик-теоретик Эвард Виттен предположил возможность использования нанозондов программы Breakthrough Starshot для обнаружения признаков существования Планеты X. Тем временем его коллега Ави Лёб также указал, что первичная чёрная дыра или группа подобных объектов будет провоцировать периодические вспышки, встречая другие транснептуновые объекты на своей орбите. Исследователи искренне верят, что даже такие экзотические гипотезы имеют право на существование, ведь, располагая весьма ограниченными представлениями о возможностях Вселенной, стоит рассматривать даже самые маловероятные варианты развития событий.