ห่างจากทางช้างเผือกประมาณ 275 ล้านปีแสงเป็นความลึกลับที่แท้จริงของจักรวาล
ที่นั่น ในใจกลางกาแลคซีชื่อ 1ES 1927+654 นั้น มีหลุมดำมวลมหาศาลซึ่งมีแสงแวววาวของลิงและตัวจี้ทำให้นักดาราศาสตร์งงงันมานานหลายปี
ในที่สุดเราก็อาจมีคำอธิบายถึงพฤติกรรมที่ไม่เหมาะสมของมันได้ในที่สุด นั่นคือดาวแคระขาวที่กำลังโคจรอยู่อย่างล่อแหลมใกล้กับขอบขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ ซึ่งเป็นจุดที่ไม่มีใครสามารถหวนกลับคืนมาได้
“นี่จะเป็นสิ่งที่ใกล้เคียงที่สุดที่เรารู้เกี่ยวกับหลุมดำใดๆ ก็ตาม”เมแกน มาสเตอร์สัน นักฟิสิกส์กล่าวของสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ “สิ่งนี้บอกเราว่าวัตถุอย่างดาวแคระขาวอาจสามารถมีชีวิตอยู่ใกล้กับขอบฟ้าเหตุการณ์ได้เป็นระยะเวลาค่อนข้างนาน”
หลุมดำเองไม่ปล่อยแสงออกมา แต่หลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางกาแลคซีมักถูกล้อมรอบด้วยเมฆมวลมหึมา มันคือวัสดุนี้ ซึ่งได้รับความร้อนจากแรงเสียดทานและแรงโน้มถ่วง ขณะที่มันหมุนวนในวงโคจรรอบหลุมดำ ซึ่งลุกโชนไปด้วยแสง
เมื่อแสงนี้เปลี่ยนไป นักดาราศาสตร์สามารถศึกษามันเพื่อดูว่าเหตุการณ์ใดที่อาจเกิดขึ้นในบริเวณใกล้เคียงกับหลุมดำ ตัวอย่างเช่น เรารู้ว่าจะเป็นอย่างไรเมื่อดาวฤกษ์ที่ผ่านไปมาถูกจับได้ในสนามโน้มถ่วงของหลุมดำ และที่จะกลืนกินไปตามกาลเวลา
สัตว์ร้ายที่ค่อนข้างเจียมเนื้อเจียมตัวซึ่งมีมวลประมาณ 1 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์ หลุมดำที่อยู่ใจกลาง 1ES 1927+654 ดูค่อนข้างปกติจนกระทั่งปี 2018 เมื่อก่อนจะค่อยๆ สว่างขึ้นเกือบ 20 เท่าของความสว่างก่อนหน้า
เรื่องนี้น่างงมาก การวิเคราะห์หนึ่งชี้ให้เห็นว่ามันอาจจะเป็น-เนื่องจากไม่เคยเห็นอะไรแบบนี้มาก่อน นักวิทยาศาสตร์จึงจับตาดู 1ES 1927+654 เพื่อดูว่ามีสิ่งอื่นที่น่าสังเกตเกิดขึ้นอีกหรือไม่
ในเดือนมิถุนายน 2022 มีบางอย่างเกิดขึ้น
ข้อมูลรังสีเอกซ์ที่บันทึกโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเอ็กซ์เอ็มเอ็ม-นิวตันขององค์การอวกาศยุโรปแสดงให้เห็นว่านิวเคลียสของกาแลคซีเริ่มมีความผันผวนของความสว่าง การเอ็กซ์เรย์เอาท์พุตของหลุมดำมีความแปรผันประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ ในช่วงเวลาประมาณ 18 นาที
นี่ไม่ใช่พฤติกรรมของหลุมดำที่ไม่เคยได้ยินมาก่อน ความผันผวนดังกล่าวเรียกว่าการแกว่งแบบกึ่งคาบและไม่ทราบสาเหตุหรือสาเหตุที่แท้จริง แต่ 1ES 1927+654 ต้องทำให้มันแปลกยิ่งขึ้นไปอีก ตลอดระยะเวลาสองปี ระยะเวลาระหว่างความผันผวนลดลงจากประมาณ 18 นาทีเหลือน้อยกว่าเจ็ดนาที
"เราไม่เคยเห็นความแปรปรวนอย่างมากในอัตราที่กระพริบ"มาสเตอร์สันกล่าว- “สิ่งนี้ดูไม่มีอะไรเหมือนกับหลุมดำปกติเลย”
แล้วจะเกิดอะไรขึ้นในจักรวาล? นักวิจัยจำเป็นต้องตรวจสอบเบาะแสต่างๆ ได้แก่ ความยาวคลื่นของแสงและคาบของการกะพริบ
“การได้เห็นบางสิ่งบางอย่างในรังสีเอกซ์กำลังบอกคุณว่าคุณเข้าใกล้หลุมดำแล้ว”นักฟิสิกส์เอริน คารากล่าวของเอ็มไอที “เมื่อคุณเห็นความแปรปรวนในช่วงเวลาเป็นนาที นั่นจะใกล้กับขอบฟ้าเหตุการณ์ และสิ่งแรกที่จิตใจของคุณนึกถึงคือการเคลื่อนที่เป็นวงกลม และดูว่ามีบางสิ่งที่โคจรรอบหลุมดำหรือไม่”
นักวิจัยได้ศึกษาสถานการณ์ที่มีอยู่และพิจารณาว่าตัวเลือกที่เป็นไปได้มากที่สุดคือวัตถุหนาแน่นในวัตถุที่โคจรรอบหลุมดำ และค่อยๆ เข้าใกล้มากขึ้น เมื่อวงโคจรของมันหดตัว ระยะเวลาระหว่างแสงวาบเป็นวงกลม หลุมดำก็สั้นลง นั่นหมายความว่าวัตถุนี้กำลังหมุนไปรอบขอบฟ้าเหตุการณ์ด้วยรัศมี4.2 เท่าของดวงอาทิตย์ของเราในเวลาเพียงเจ็ดนาที
การคำนวณของทีมแสดงว่าวัตถุนี้น่าจะเป็นดาวแคระขาว นั่นคือแกนกลางที่พังทลายของดาวฤกษ์มวลน้อยที่หลุดวัตถุชั้นนอกออกมาในขณะที่มันตาย มวลของวัตถุนี้อยู่ที่ประมาณ 0.1 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ซึ่งอัดแน่นอยู่ในทรงกลม-
หากเป็นกรณีนี้ ดาวแคระขาวอาจจะรอดจากการเผชิญหน้ากัน เมื่ออยู่ใกล้กันเช่นนี้ หลุมดำน่าจะฉีกวัสดุชั้นนอกของดาวแคระขาวออก ซึ่งทำให้ดาวฤกษ์ที่ถูกทรมานมีแรงส่งกลับมากพอที่จะป้องกันไม่ให้มันผ่านจุดที่ไม่มีทางหวนกลับได้ ดาวแคระขาวก็มีความหนาแน่นสูงเช่นกัน ซึ่งจะทำให้มันไม่สามารถแยกออกจากกันเหมือนดาวฤกษ์ทั่วไป
นี่อาจหมายความว่าในที่สุดมันจะถอยห่างจากหลุมดำไปยังระยะที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น หากการวิเคราะห์ของทีมถูกต้อง พวกเขาจะสามารถสังเกตการถอยนี้ในระยะเวลาที่ยาวนานขึ้นในการสั่นของรังสีเอกซ์ ไม่ว่าจะเกิดอะไรขึ้น หลุมดำนี้ยังห่างไกลจากการสอนเราเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมแรงโน้มถ่วงที่รุนแรงที่สุดในจักรวาล
"สิ่งหนึ่งที่ฉันได้เรียนรู้จากแหล่งข้อมูลนี้ก็คืออย่าหยุดมองมัน เพราะมันอาจจะสอนเราถึงสิ่งใหม่ๆ"มาสเตอร์สันกล่าว- “ขั้นตอนต่อไปคือเพียงทำให้ดวงตาของเราเปิดกว้าง”
โดยมีการนำเสนองานวิจัยที่การประชุมสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันครั้งที่ 245- ยังได้รับการยอมรับในธรรมชาติและพร้อมใช้งานบนเซิร์ฟเวอร์ก่อนการพิมพ์อาร์เอ็กซ์-
