กล้องโทรทรรศน์จากทั่วโลกร่วมมือกันเพื่อถ่ายภาพมวลมหาศาลอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อนหลุมดำM87* ระเบิดสสารขึ้นสู่อวกาศด้วยความเร็ว 99 เปอร์เซ็นต์ของแสง
นี่คือหลุมดำที่มีชื่อเสียงแบบเดียวกับที่ถ่ายโดย Event Horizon Telescope และเปิดตัวในปี 2019-
การเปิดตัวครั้งแรกถือเป็นความสำเร็จอันน่าทึ่ง ใช้เวลาหลายปีในการทำงานและกล้องโทรทรรศน์วิทยุจำนวนหนึ่งที่ทอดยาวไปทั่วโลก ผสมผสานการสังเกตการณ์เพื่อสร้างภาพพื้นที่ในอวกาศไม่ใหญ่กว่าระบบสุริยะมากนักจากระยะไกล 55 ล้านปีแสง
ขณะนี้ทีมนักวิทยาศาสตร์ได้เพิ่มข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์จำนวนมากขึ้นผ่านแสงหลายช่วงคลื่น ซึ่งแต่ละอันเผยให้เห็นลักษณะที่แตกต่างกันของหลุมดำ M87* และเครื่องบินพลาสมาเชิงสัมพัทธภาพที่มันระเบิดออกสู่อวกาศ
"เรารู้ว่าการถ่ายภาพหลุมดำโดยตรงครั้งแรกจะแปลกใหม่"นักดาราศาสตร์คาซูฮิโระ ฮาดะ กล่าวของหอดูดาวแห่งชาติญี่ปุ่น
แต่เพื่อให้ได้ประโยชน์สูงสุดจากภาพที่น่าทึ่งนี้ เราจำเป็นต้องรู้ทุกสิ่งที่เราสามารถทำได้เกี่ยวกับพฤติกรรมของหลุมดำในขณะนั้นโดยการสังเกตสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมด"
หลุมดำมีอะไรมากกว่าที่เราเห็นในภาพซูมเข้าที่เราเห็นเงาและรัศมีของ M87* ด้านบนมาก หลุมดำมวลมหาศาลกำลังทำงานอยู่ โดยดูดสสารออกจากจานร้อนที่มีฝุ่นและก๊าซรอบๆ มัน ซึ่งหมายความว่าสิ่งที่ซับซ้อนบางอย่างสามารถเกิดขึ้นได้
หนึ่งในนั้นคือการพ่นไอพ่นสัมพัทธภาพออกจากขั้วของหลุมดำ
ไม่มีสิ่งใดที่เราตรวจจับได้ในขณะนี้สามารถหลบหนีหลุมดำได้เมื่อมันผ่านเกณฑ์ความใกล้เคียงวิกฤต แต่ไม่ใช่ว่าวัสดุทั้งหมดในจานสะสมมวลสารจะหมุนวนเข้าไปในหลุมดำที่ยังคุกรุ่นอยู่อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะไปจบลงเหนือขอบฟ้าเหตุการณ์อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เศษเสี้ยวเล็กๆ ของมันจะถูกลำเลียงจากบริเวณด้านในของจานสะสมมวลสารไปยังขั้ว ซึ่งมันถูกระเบิดเข้าไปในอวกาศในรูปของไอพ่นของพลาสมาไอออไนซ์ ด้วยความเร็วเปอร์เซ็นต์ที่มีนัยสำคัญของความเร็วแสง
นักดาราศาสตร์คิดว่าสนามแม่เหล็กของหลุมดำมีบทบาทในกระบวนการนี้ ตามทฤษฎีนี้ เส้นสนามแม่เหล็กทำหน้าที่เป็นซินโครตรอนที่เร่งวัสดุก่อนที่จะปล่อยมันด้วยความเร็วมหาศาล
ในกรณีของ M87* นั่นก็คือ99 เปอร์เซ็นต์ของความเร็วแสง- เร็วที่สุดเท่าที่เครื่องบินไอพ่นเชิงสัมพัทธภาพจะสามารถทำได้ และเครื่องบินไอพ่นที่เรามองเห็นนั้นขยายออกไปในอวกาศประมาณ 5,000 ปีแสง แสงที่ปล่อยออกมาจะครอบคลุมสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมด จากน้อยไปหามากที่มีพลังงานมากที่สุด ดังนั้นการสังเกตสเปกตรัมในช่วงความยาวคลื่นเพียงช่วงเดียวอาจทำให้ข้อมูลบางอย่างเกี่ยวกับพลังงานของโครงสร้างหายไป
ทีมงานจึงเพิ่มข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์ที่สังเกตการณ์เจ็ตในช่วงความยาวคลื่นต่างๆ รวมถึงกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลสำหรับแสงเชิงแสง หอดูดาวรังสีเอกซ์จันทราและกล้องโทรทรรศน์สวิฟต์เอ็กซ์เรย์ กล้องโทรทรรศน์อวกาศ NuSTAR สำหรับรังสีเอกซ์พลังงานสูง หอดูดาว Neil Gehrels Swift สำหรับรังสีอัลตราไวโอเลตและแสง และ HESS, MAGIC, VERITAS และกล้องโทรทรรศน์พื้นที่ Fermi-Large สำหรับรังสีแกมมา
M87 ในหลายความยาวคลื่น ดูความละเอียดสูงที่นี่.
ด้านบน: คลิกที่นี่สำหรับคำบรรยายภาพเต็ม เครดิต และเวอร์ชันความละเอียดสูง
นักวิจัยกล่าวว่าวัตถุประสงค์หลักของสิ่งนี้คือการผลิตและเผยแพร่ชุดข้อมูลเดิมที่นักดาราศาสตร์จะสามารถนำมาใช้ศึกษา M87* และเครื่องบินไอพ่นของมันเป็นเวลาหลายปีต่อจากนี้ เพื่อพยายามทำความเข้าใจปรากฏการณ์นี้ให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้นและทราบวิธีการของมัน เกิดขึ้น
"การทำความเข้าใจความเร่งของอนุภาคเป็นส่วนสำคัญอย่างยิ่งในการทำความเข้าใจทั้งภาพ EHT และเจ็ตส์ ในทุก 'สี' ของมัน"นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Sera Markoff กล่าวของมหาวิทยาลัยอัมสเตอร์ดัมในประเทศเนเธอร์แลนด์
เครื่องบินไอพ่นเหล่านี้สามารถขนส่งพลังงานที่ปล่อยออกมาจากหลุมดำออกไปเป็นเกล็ดที่ใหญ่กว่ากาแลคซีต้นทางได้ เช่น สายไฟขนาดใหญ่ ผลลัพธ์ของเราจะช่วยเราคำนวณปริมาณพลังงานที่บรรทุกไป และผลกระทบที่ไอพ่นของหลุมดำมีต่อสิ่งแวดล้อมของมัน ”
การวิเคราะห์ข้อมูลครั้งแรกของทีมนั้นน่าสนใจ มันแสดงให้เห็นว่าในช่วงเวลาของการสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2560 พื้นที่รอบๆ พื้นที่นั้นมืดที่สุดที่เราเคยเห็นมา ตรงกันข้ามกับการทำให้เงาของหลุมดำมองเห็นได้ยากขึ้น แต่จริงๆ แล้วทำให้สิ่งต่างๆ ง่ายขึ้น เนื่องจากนั่นหมายความว่า M87* เป็นสิ่งที่สว่างที่สุดในสภาพแวดล้อมใกล้เคียง โดยไม่มีแสงจ้ามาบดบัง
พวกเขายังพบว่ารังสีแกมมาซึ่งสามารถผลิตได้จากการมีปฏิสัมพันธ์กับรังสีคอสมิกซึ่งปัจจุบันยังไม่ทราบแหล่งกำเนิด ไม่ได้โผล่ออกมาจากใกล้กับขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำในขณะที่สังเกตการณ์ แต่อยู่ที่ใดที่หนึ่งซึ่งไกลออกไป
แน่นอนว่ายังคงเป็นปริศนาอยู่บ้าง แต่นั่นคือความงดงามของงานนี้ เป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์จะต้องต่อยอดมาเป็นเวลานาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขณะที่กล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ยังคงทำงานต่อไป ขณะนี้กำลังดำเนินการสังเกตการณ์ ในขณะที่เขียน และข้อมูลดังกล่าวจะทำให้นักวิทยาศาสตร์ครุ่นคิดได้มาก
"ด้วยการเปิดเผยข้อมูลเหล่านี้ รวมกับการเริ่มต้นสังเกตการณ์อีกครั้งและ EHT ที่ได้รับการปรับปรุง เรารู้ว่าผลลัพธ์ใหม่ที่น่าตื่นเต้นมากมายรออยู่ข้างหน้า" นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Mislav Baloković จากมหาวิทยาลัยเยลพูดว่า-
ผลลัพธ์ได้รับการเผยแพร่แล้วในจดหมายวารสารดาราศาสตร์ฟิสิกส์-
