เมสไซเออร์ 77 เป็นดาราจักรกังหันสว่างที่รู้จักกันดี ค่อนข้างอยู่ใกล้ๆ และมีหลุมดำมวลมหาศาลอยู่ใจกลาง
แนวคิดของศิลปินเกี่ยวกับเมสไซเออร์ 77 ประกอบไปด้วยหลุมดำที่ทรงพลังและจานสะสมมวลสาร และไม่เคยเห็นโพลาไรเซชันในท่อส่งน้ำนอกกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรามาก่อน เครดิตรูปภาพ: NSF / AUI / NRAO / S. Dagnello
เป็นดาราจักรชนิดก้นหอยมีคานซึ่งอยู่ห่างออกไป 62 ล้านปีแสงในกลุ่มดาวซีตัส
มีชื่อเรียกอีกอย่างว่า NGC 1068, LEDA 10266 และ Cetus A โดยมีขนาดปรากฏอยู่ที่ 9.6
เมซีเย 77 ถูกค้นพบโดยนักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ปิแอร์ เมเชน ในปี พ.ศ. 2323 ซึ่งแต่เดิมระบุว่ามันเป็นเนบิวลา จากนั้น Méchain ได้แจ้งการค้นพบนี้กับเพื่อนร่วมงานของเขา Charles Messier นักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส
เมสไซเออร์เชื่อว่าวัตถุที่มีความสว่างสูงที่เขาเห็นคือกระจุกดาว แต่เมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้าไป สถานะที่แท้จริงของมันก็คือกาแล็กซีที่ได้รับการตระหนักรู้
ที่ระยะ 100,000 ปีแสง เมสไซเออร์ 77 เป็นหนึ่งในกาแลคซีที่ใหญ่ที่สุดในบัญชีรายชื่อเมสไซเออร์ ซึ่งมีมวลมากจนแรงโน้มถ่วงทำให้กาแลคซีใกล้เคียงอื่นๆ บิดตัวและบิดเบี้ยว
นอกจากนี้ยังเป็นหนึ่งในกาแลคซีที่ใกล้ที่สุดซึ่งมีนิวเคลียสกาแลคซีกัมมันต์ (AGN)
ดาราจักรกัมมันต์ดังกล่าวเป็นวัตถุที่สว่างที่สุดในจักรวาลและเปล่งแสงได้มากที่สุด (หรือทั้งหมด) โดยมีความยาวคลื่นตั้งแต่รังสีแกมมาและรังสีเอกซ์ไปจนถึงไมโครเวฟและคลื่นวิทยุ
แม้ว่าสถานะจะเป็นเป้าหมายยอดนิยมของนักดาราศาสตร์ก็ตามถูกบดบังด้วยเมฆฝุ่นและก๊าซหนาทึบ
มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่กี่ปีแสงมีแหล่งน้ำเมเซอร์หลายร้อยแห่งกระจายอยู่ทั่ว ซึ่งบอกเป็นนัยถึงโครงสร้างที่ลึกกว่านั้นมานานหลายทศวรรษ
เมเซอร์เป็นสัญญาณที่ชัดเจนของการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ส่องในช่วงความยาวคลื่นไมโครเวฟหรือวิทยุ ในดาราศาสตร์วิทยุ เครื่องพ่นน้ำที่สังเกตได้ที่ความถี่ 22 GHz มีประโยชน์อย่างยิ่งเนื่องจากสามารถส่องผ่านฝุ่นและก๊าซส่วนใหญ่ที่บดบังความยาวคลื่นแสงได้
Jack Gallimore นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัย Bucknell และเพื่อนร่วมงานออกเดินทางเพื่อสำรวจเมสไซเออร์ 77 โดยมีเป้าหมายสองประการ: การทำแผนที่ทางดาราศาสตร์ของความต่อเนื่องทางวิทยุของกาแลคซี และการวัดโพลาไรเซชันสำหรับผู้สร้างน้ำ
“Messier 77 ค่อนข้างจะวีไอพีในหมู่ดาราจักรที่ยังมีกัมมันตภาพรังสี” ดร. ซี.เอ็ม. ไวโอเล็ต อิมเปลลิซเซรี นักดาราศาสตร์จากหอดูดาวไลเดน กล่าว
“มันมีพลังมากผิดปกติ โดยมีหลุมดำและจานสะสมขอบบน และเนื่องจากอยู่ใกล้มาก จึงได้รับการศึกษาอย่างละเอียดถี่ถ้วนจริงๆ”
อย่างไรก็ตาม ผู้เขียนศึกษามองไปที่เมสไซเออร์ 77 ในรูปแบบใหม่โดยสิ้นเชิง
ข้อสังเกตของพวกเขาขึ้นอยู่กับการอัพเกรดเมื่อเร็วๆ นี้อาร์เรย์ความไวสูง(HSA) ซึ่งประกอบด้วยกล้องโทรทรรศน์ NRAO ของ NSF ที่กลุ่มรังสีขนาดใหญ่มากคาร์ล จี. ยานสกี กลุ่มรังสีพื้นฐานที่ยาวมาก และกล้องโทรทรรศน์กรีนแบงก์
ด้วยการวัดโพลาไรเซชันของเครื่องทำน้ำและความต่อเนื่องของการปล่อยคลื่นวิทยุจากเมสไซเออร์ 77 พวกเขาได้สร้างแผนที่ที่เผยให้เห็นแหล่งกำเนิดวิทยุขนาดกะทัดรัดซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อ NGC 1068* รวมถึงโครงสร้างขยายลึกลับของการปล่อยก๊าซที่แผ่วเบามากขึ้น
การทำแผนที่การกระจายตัวของดาราจักรและผู้สร้างน้ำเผยให้เห็นว่าพวกมันกระจายไปตามเส้นใยของโครงสร้าง
“มันเกิดขึ้นจริงๆ ในการสังเกตการณ์ครั้งใหม่นี้ว่าเส้นใยของจุดเมเซอร์เหล่านี้เรียงกันเหมือนลูกปัดบนเชือก” ดร. กัลลิมอร์กล่าว
“เราตกตะลึงเมื่อเห็นว่ามีการชดเชยที่ชัดเจน — มุมการกระจัด — ระหว่างความต่อเนื่องของคลื่นวิทยุที่แสดงโครงสร้างที่แกนกลางกาแลคซีและตำแหน่งของเมเซอร์เอง”
“การกำหนดค่าไม่เสถียร ดังนั้นเราจึงอาจกำลังสังเกตแหล่งที่มาของการรั่วไหลที่เกิดจากสนามแม่เหล็ก”
การวัดโพลาไรเซชันของ HSA ของเครื่องทำน้ำเหล่านี้เผยให้เห็นหลักฐานอันน่าทึ่งของสนามแม่เหล็ก
“ไม่มีใครเคยเห็นโพลาไรเซชันในผู้ใช้น้ำนอกกาแล็กซีของเรา” ดร. กัลลิมอร์กล่าว
รูปแบบโพลาไรเซชันของผู้สร้างน้ำเหล่านี้คล้ายคลึงกับโครงสร้างวงแหวนที่เห็นบนพื้นผิวดวงอาทิตย์ของเราแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าสนามแม่เหล็กก็เป็นรากฐานของโครงสร้างระดับปีแสงเช่นกัน
“เมื่อดูที่เส้นใย และเห็นว่าเวกเตอร์โพลาไรเซชันตั้งฉากกับพวกมัน นั่นเป็นกุญแจสำคัญในการยืนยันว่าพวกมันเป็นโครงสร้างที่ขับเคลื่อนด้วยแม่เหล็ก มันเป็นสิ่งที่คุณคาดหวังที่จะได้เห็น”
การศึกษาก่อนหน้านี้เกี่ยวกับภูมิภาคนี้บอกเป็นนัยถึงรูปแบบที่มักเกี่ยวข้องกับสนามแม่เหล็ก แต่ข้อสรุปดังกล่าวยังคงอยู่นอกเหนือขอบเขตของการสังเกตเทคโนโลยีจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้
การค้นพบนี้เผยให้เห็นหลักฐานของแหล่งกำเนิดวิทยุใจกลางขนาดกะทัดรัด (หลุมดำมวลมหาศาลของกาแลคซี) โพลาไรเซชันที่ชัดเจนของผู้สร้างน้ำซึ่งบ่งบอกถึงโครงสร้างภายในสนามแม่เหล็กของเมสไซเออร์ 77 และลักษณะพิเศษที่ขยายออกไปอย่างน่าทึ่งตลอดความต่อเนื่องของความถี่วิทยุ
การค้นพบนี้บ่งชี้ว่าสนามแม่เหล็กเป็นตัวขับเคลื่อนสำคัญของปรากฏการณ์เหล่านี้
อย่างไรก็ตามยังคงมีความลึกลับมากมาย ตัวอย่างเช่น ภายในแผนที่ความต่อเนื่องทางวิทยุ มีส่วนที่ยื่นออกมาจางๆ กระจาย ซึ่งทีมงานตั้งชื่อเล่นว่าหางจิ้งจอก ซึ่งทอดยาวไปทางเหนือจากภาคกลาง
“เราพูดกับตัวเองเมื่อเราตั้งใจที่จะทำสิ่งนี้ 'มาดูกันว่าเราสามารถก้าวข้ามขีดจำกัดและรับความต่อเนื่องที่ดีรวมถึงข้อมูลโพลาไรเซชันได้หรือไม่' และเป้าหมายทั้งสองก็สำเร็จ” ดร. กัลลิมอร์กล่าว
“ด้วยอาร์เรย์ความไวสูง NSF NRAO เราตรวจพบโพลาไรเซชันของเมกาเมเซอร์น้ำได้เป็นครั้งแรก และเรายังสร้างแผนที่ต่อเนื่องที่น่าทึ่งจริงๆ ที่เรายังคงพยายามห่อหุ้มความคิดของเรา”
กกระดาษอธิบายถึงผลลัพธ์ที่ได้รับการเผยแพร่ในวันนี้ในจดหมายวารสารดาราศาสตร์ฟิสิกส์-
-
แจ็ค เอฟ. กัลลิมอร์และคณะ- 2024. การค้นพบการปล่อยเมกาเมเซอร์ไอน้ำแบบโพลาไรซ์ในจานสะสมมวลโมเลกุลเอพีเจแอล975, L9; สอง: 10.3847/2041-8213/ad864f
