(ออปติคอล: NASA/ESA/Hubble/STScI; X-ray: NASA/CXC/UNH/D. Lin และคณะ)
เป็นคนลับๆล่อๆ พวกมันซุ่มซ่อนอยู่ในความมืด โดยไม่ปล่อยรังสีใดๆ ที่ตรวจพบได้ ทำให้ยากต่อการค้นหาพวกมัน แต่พวกเขามีจุดอ่อน: พวกมันเป็นนักกินที่ยุ่งมาก และความโน้มเอียงนี้ทำให้นักดาราศาสตร์มุ่งความสนใจไปที่บางสิ่งที่เข้าใจยาก นั่นก็คือ มิดเดิ้ลเวท "ลิงก์ที่ขาดหายไป"-
รังสีเอกซ์ขนาดมหึมาที่สังเกตได้ในปี พ.ศ. 2549 คาดว่าน่าจะเป็นการรั่วไหลของหลุมดำมวลกลางซึ่งมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ถึง 50,000 เท่า ในขณะที่มันฉีกออกจากกันและกลืนกินดาวฤกษ์ดวงหนึ่ง ด้วยการขจัดสมมติฐานหลักที่แข่งขันกันออกไป ตอนนี้นักวิจัยก็มั่นใจว่าพวกเขาเป็นเช่นนั้นบนเส้นทางที่ถูกต้องและมันเป็นเรื่องใหญ่ทีเดียว
หลุมดำมีความลึกลับในช่วงเวลาที่ดีที่สุด เนื่องจากพวกมันไม่ปล่อยแสง เราจึงไม่สามารถมองเห็นพวกมันได้ และเราต้องวัดคุณสมบัติของพวกมันโดยพิจารณาจากผลกระทบที่พวกมันมีต่อสิ่งรอบตัว ไม่ว่าจะเป็นวัตถุที่โคจรอยู่หรือสิ่งที่พวกเขากำลังสะสมจริงๆ ซึ่งเป็นกระบวนการที่สร้างขึ้นความร้อนและแสงสว่างมากมาย-
แต่หลุมดำมวลปานกลางกลับเพิ่มความลึกลับขึ้น เพราะในขณะที่เราพบหลุมดำมวลดาวฤกษ์ที่มีหัวนมมาก (มากถึง 100 เท่าของมวลดวงอาทิตย์) และหลุมดำมวลยิ่งยวดที่เป็นก้อนจริงๆ (มากกว่า 100,000 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ แม้ว่าพวกมันสามารถใหญ่ขึ้นได้มาก) ระดับน้ำหนักที่อยู่ระหว่างนั้นได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเข้าใจยากอย่างยิ่ง
เราได้มีคำแนะนำหลุมดำมวลปานกลางนั่นเองอยู่ข้างนอกนั่นแต่ยังไม่มีข้อสรุปใดๆ เอกสารฉบับใหม่นี้เป็นหลักฐานที่ดีที่สุดตามที่ผู้เขียนระบุ
หลักฐานดังกล่าวขึ้นอยู่กับแฟลร์รังสีเอกซ์ขนาดใหญ่ที่เรียกว่า 3XMM J215022.4−055108 (หรือเรียกสั้น ๆ ว่า J2150−0551) ในขณะที่การแสดงแสงสีดำเนินมาเป็นเวลาสามปีแล้ว แต่แฟลร์ดังกล่าวถูกตรวจพบครั้งแรกในปี พ.ศ. 2549 โดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศรังสีเอกซ์ที่ทรงพลังสองตัว ได้แก่ หอดูดาวรังสีเอกซ์จันทราของ NASA และภารกิจรังสีเอกซ์หลายกระจกเงาขององค์การอวกาศยุโรป (XMM-นิวตัน) ).
(NASA, ESA และ D. Lin (มหาวิทยาลัยนิวแฮมป์เชียร์)
ในปี 2018 นักฟิสิกส์และนักดาราศาสตร์ Dacheng Lin จากมหาวิทยาลัย New Hampshire และเพื่อนร่วมงานตีพิมพ์บทความโดยอาศัยข้อสังเกตจากกล้องโทรทรรศน์เหล่านี้- พวกเขาสรุปว่าเปลวไฟน่าจะเกิดจากการแผ่รังสีออกมาเมื่อหลุมดำมวลกลางกลืนกินดาวฤกษ์
ตอนนี้ลินและทีมของเขาได้รับและวิเคราะห์การสังเกตการณ์หลายช่วงคลื่นใหม่จาก XMM Newton และกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล และพวกเขามั่นใจมากขึ้นกว่าเดิมว่านี่คือสาเหตุที่ทำให้เกิดแสงแฟลร์
“หลุมดำมวลปานกลางเป็นวัตถุที่ยากจะเข้าใจได้ ดังนั้นการพิจารณาอย่างรอบคอบและตัดทอนคำอธิบายทางเลือกสำหรับผู้สมัครแต่ละคนอย่างรอบคอบจึงเป็นสิ่งสำคัญ”หลินกล่าวว่า- “นั่นคือสิ่งที่ฮับเบิลอนุญาตให้เราทำเพื่อผู้สมัครของเรา”
สิ่งที่น่าสงสัยอย่างหนึ่งเกี่ยวกับ J2150−0551 คือตำแหน่งของมัน ซึ่งไม่ใช่ใจกลางกาแลคซี ซึ่งปกติคุณจะพบหลุมดำขนาดใหญ่ที่กำลังฉีกดาวฤกษ์ออกจากกัน ความจริงแล้ว ดูเหมือนว่ามันจะมาจากกระจุกดาวที่อยู่บริเวณรอบนอกกาแล็กซีเลนติคูลาร์ที่อยู่ห่างออกไป 800 ล้านปีแสง
ซึ่งสอดคล้องกับแบบจำลองการก่อตัวของหลุมดำมวลกลางซึ่งอธิบายว่าทำไมการค้นหาหลุมดำจึงเป็นเรื่องยากมาก
กกระดาษปี 2547เสนอว่าแรงโน้มถ่วงของกระจุกดาวหนาแน่นอาจทำให้ดาวฤกษ์ที่อยู่ภายในกระจุกตกลงมาสู่ใจกลางกระจุกดาว ก่อตัวเป็นดาวฤกษ์ที่มีมวลเท่ากับดวงอาทิตย์หลายพันดวง จากนั้นจะพังทลายลงตามน้ำหนักของมันเอง ก่อตัวเป็นหลุมดำมวลปานกลาง
แต่เนื่องจากเป็นเรื่องยากมากที่จะระบุดาวแต่ละดวงนอกทางช้างเผือก ไม่ต้องสนใจการติดตามวงโคจรของมัน หลุมดำนอกทางช้างเผือกจึงสามารถตรวจพบได้ก็ต่อเมื่อสสาร เช่น ดาวฤกษ์หรือเมฆก๊าซ ตกลงมาอย่างแรงเท่านั้น
เมื่อกระจุกดาวดวงหนึ่งสร้างหลุมดำ มันก็คงจะเคลียร์พื้นที่ที่อยู่ในขอบเขตแรงโน้มถ่วงของมันแล้ว ซึ่งหมายความว่าไม่มีวัตถุเหลืออยู่ในบริเวณใกล้เคียงให้มันจะกลืนกิน ยกเว้นดาวจรจัดที่หายากและเป็นครั้งคราว นี่คือสิ่งที่นักดาราศาสตร์คิดว่า J2150−0551 มีสาเหตุมาจาก
และยังมีความเป็นไปได้ที่ J2150−0551 จะเป็นอย่างอื่น - กภายในทางช้างเผือกที่กำลังเย็นลงหลังจากได้รับความร้อนระหว่างการระเบิดสะสมมวลสารที่กำลังกลืนสสารจากดาวฤกษ์อื่นลงไป การปะทุของมวลสารที่มากพอที่จะทำให้เกิดความร้อนในดาวนิวตรอนไม่ได้รับการตรวจพบในการสำรวจท้องฟ้าทั้งหมดที่ควรจะทำให้ดาวฤกษ์ดีขึ้น แต่เราต้องการคำตัดสินที่แน่ชัดกว่านี้
ฮับเบิลชี้ไปที่ท้องฟ้าซึ่งมองเห็น J2150−0551 เพื่อถ่ายภาพที่มีความลึกและมีความละเอียดสูงเพื่อยืนยันตำแหน่งของมัน การสำรวจเหล่านี้ยืนยันว่ารังสีเอกซ์ไม่ได้เปล่งออกมาจากทางช้างเผือก แต่เป็นกระจุกดาวที่อยู่ห่างออกไป 800 ล้านปีแสง
ขณะเดียวกัน XMM Newton ได้รับการสังเกตการณ์รังสีเอกซ์มากขึ้น
"การเพิ่มการสังเกตการณ์ด้วยรังสีเอกซ์เพิ่มเติมช่วยให้เราเข้าใจพลังงานที่ส่งออกทั้งหมดได้"นักดาราศาสตร์ นาตาลี เวบบ์ กล่าวของมหาวิทยาลัยตูลูสในประเทศฝรั่งเศส “สิ่งนี้ช่วยให้เราเข้าใจประเภทของดาวฤกษ์ที่ถูกหลุมดำกระจัดกระจาย”
ข้อสังเกตเหล่านี้ทำให้นักวิจัยสรุปได้ว่าแสงแฟลร์ดังกล่าวเกิดจากหลุมดำมวลกลางในขณะที่มันจับ ฉีก และสะสมดาวฤกษ์ขนาดเล็กในแถบลำดับหลักขนาดเล็กประมาณหนึ่งในสามของมวลดวงอาทิตย์ของเรา และประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ของขนาดของมัน
พวกเขายังพบว่ากระจุกดาวนั้นอาจเป็นแกนกลางของกาแลคซีแคระซึ่งสูญเสียสสารส่วนใหญ่ไปเนื่องจากปฏิกิริยาโน้มถ่วงกับกาแลคซีขนาดใหญ่ที่มันตั้งอยู่
ที่สำคัญ การค้นพบนี้ยืนยันว่ากระจุกดาวที่โคจรรอบกาแลคซีมวลมากอาจเป็นตำแหน่งสำคัญในการค้นหาหลุมดำมวลกลางที่เข้าใจยากเหล่านี้
งานวิจัยที่ได้รับการตีพิมพ์ในจดหมายวารสารดาราศาสตร์ฟิสิกส์-
