สนามแม่เหล็กที่เต็มไปด้วยความสูง

ภาพแรกของสนามแม่เหล็กรอบ ๆหลุมดำอาจอธิบายได้ว่าหลุมดำยิงเจ็ทพลังงานออกมาอย่างไรและมีความสำคัญมากกว่า 5,000 ปีแสงในอวกาศ

ภาพใหม่มาจากหลุมดำแรกที่เคยถ่ายภาพซึ่งตั้งอยู่ที่ใจกลางของ Messier 87 ซึ่งเป็นกาแลคซีรูปไข่ยักษ์ 55 ล้านปีแสงออกไป ในปี 2560 ความร่วมมือระหว่างประเทศของนักวิจัยมากกว่า 300 คนประสานงานกล้องโทรทรรศน์วิทยุ 11 ตัวทั่วโลกเพื่อสังเกตศูนย์กลางของ M87 กล้องโทรทรรศน์ร่วมที่ได้รับการขนานนามว่ากล้องโทรทรรศน์ Horizon Event (EHT) ผลลัพธ์ที่ปล่อยออกมาในปี 2562 เป็นภาพของหลุมดำล้อมรอบไปด้วยโดนัทของสสารที่เร่าร้อน-

ตอนนี้การวิเคราะห์ข้อมูลใหม่แสดงให้เห็นว่าแสงในโดนัทที่เรืองแสงนั้นเป็นโพลาไรซ์บางส่วนซึ่งหมายความว่าคลื่นแสงสั่นสะเทือนในระนาบเดียว นี่คือลายเซ็นของแสงที่ผ่านพื้นที่ร้อนแรงแม่เหล็กและการปรากฏตัวของมันหมายความว่านักวิจัยสามารถเริ่มทำแผนที่สนามแม่เหล็กที่ขอบของหลุมดำ

เนื้อหาที่เกี่ยวข้อง:9 แนวคิดเกี่ยวกับหลุมดำที่จะทำให้คุณนึกถึง

ในเอกสารใหม่สองฉบับที่ตีพิมพ์ วันนี้(24 มีนาคม) ในวารสารดาราศาสตร์นักวิทยาศาสตร์พบว่าสนามแม่เหล็กอาจจะแข็งแกร่งพอที่จะผลักดันเรื่องที่จะล้มลงอย่างไม่แน่นอนผ่านขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ ผลลัพธ์: กระแสของสสารและพลังงานที่พุ่งออกมาจากหลุมดำและกาแลคซีโดยรอบเหมือนสปอตไลท์

“ หลายคนทำงานเป็นเวลานานว่าสนามแม่เหล็กปล่อยให้ก๊าซตกอยู่ในหลุมดำพวกเขาเปิดตัวเครื่องบินไอพ่นอย่างไรและตอนนี้เราพร้อมที่จะเริ่มทดสอบทฤษฎีเหล่านั้นโดยตรงด้วยภาพหลุมดำโพลาไรซ์” Jason Dexter นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยโคโลราโดกล่าว

แสงโพลาไรซ์

ในการสร้างแผนที่สนามแม่เหล็กใหม่นักวิจัยต้องเลือกโพลาไรเซชันจากชุดข้อมูลที่มีเสียงดังมาก แสงโพลาไรซ์เป็นเพียงส่วนหนึ่งของแสงโดยรวมที่ล้อมรอบหลุมดำซึ่งสร้างขึ้นโดยสสารที่เดินทางอย่างรวดเร็วและถูเข้าด้วยกันสร้างพลังงานและแสง ยิ่งไปกว่านั้นทีมวิจัยต้องแยกสัญญาณของสนามแม่เหล็กนั้นออกจากข้อผิดพลาดที่นำเสนอโดยบรรยากาศของโลกมากกว่ากล้องโทรทรรศน์ที่แตกต่างกัน 11 ตัวและโดยเครื่องมือภายในในกล้องโทรทรรศน์เหล่านั้น

รับการค้นพบที่น่าสนใจที่สุดในโลกที่ส่งตรงไปยังกล่องจดหมายของคุณ

“ การขุดสัญญาณที่ค่อนข้างอ่อนแอและการบัญชีสำหรับข้อผิดพลาดที่ใหญ่กว่านั้นเป็นความพยายามอันยิ่งใหญ่” Dexter กล่าวกับ Live Science

ในขั้นต้นมันดูเหมือนว่าเพียง 1% ถึง 3% ของแสงจากรอบ ๆ หลุมดำถูกขั้ว แต่ในขณะที่นักวิจัยซูมเข้าไปในส่วนโพลาไรซ์พวกเขาตระหนักว่าระหว่าง 10% ถึง 20% ของแหวนเรืองแสงถูกโพลาไรซ์ เมื่อเฉลี่ยผ่านข้อมูลทั้งหมด Dexter กล่าวว่าแสงโพลาไรซ์ที่เดินทางไปในทิศทางเดียว "ยกเลิก" แสงโพลาไรซ์ที่เดินทางไปในทิศทางตรงกันข้ามดังนั้นสัดส่วนของแสงโพลาไรซ์จึงดูต่ำ

ที่แม่เหล็กผลลัพธ์จากก๊าซร้อนวนรอบหลุมดำ เมื่ออนุภาคก๊าซที่มีประจุหมุนพวกมันก็เสริมความแข็งแกร่งให้กับสนามแม่เหล็ก แต่นักวิจัยพบว่าสนามแม่เหล็กบางอย่างไม่ใช่การหมุนด้วยก๊าซหมุนวน

“ เราไม่เห็นแผนที่โพลาไรเซชันและภาพเดียวกันที่เราคาดหวังว่าสนามแม่เหล็กนั้นถูกพันรอบหลุมดำจากการถูกลากไปพร้อมกับก๊าซ” Dexter กล่าว "[สนาม] แข็งแกร่งเพราะมันสามารถต้านทานการถูกลากไปพร้อมกับก๊าซในขณะที่มันหมุนไปรอบ ๆ หลุมดำ"

หลบหนีจากหลุมดำ

นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์สงสัยมานานแล้วว่าสนามแม่เหล็กโดยรอบมีบทบาทในการช่วยให้หลุมดำเติบโตและในการเตะและพลังงานในเครื่องบินไอพ่นขนาดใหญ่ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์สามารถวัดสนามแม่เหล็กภายในเครื่องบินเจ็ตส์ได้ แต่นี่เป็นครั้งแรกที่พวกเขาสามารถมองดูได้โดยตรงที่สนามที่ฐานของเจ็ตส์

“ สิ่งสำคัญที่นี่คือพยายามที่จะเข้าใจว่าสนามมีโครงสร้างอย่างไรเมื่อมันเข้าใกล้หลุมดำ” Dexter กล่าว

Dexter และเพื่อนร่วมงานของเขาพยายามจับคู่ฟิลด์ประเภทต่าง ๆ กับข้อมูล EHT โดยใช้โมเดลคอมพิวเตอร์ ฟิลด์ที่ตรงกับข้อมูล M87 มีแนวโน้มที่จะผลิตเจ็ตที่แข็งแกร่งพวกเขาพบ

“ มีหลายอย่างที่เราไม่รู้และเราควรระมัดระวัง แต่มันเป็นสัญญาณที่น่าสนใจว่าอาจจะมีสนามแม่เหล็กที่มีบทบาทอย่างแข็งขันในการปลูกหลุมดำและเปิดตัวเจ็ตส์” เขากล่าว

การสังเกตในอนาคตของหลุมดำที่เป็นหัวใจของ M87 จะช่วยแก้ไขความลึกลับนี้เนื่องจากความผันผวนใด ๆ ในช่วงเวลาหนึ่งจะช่วยให้นักวิจัยสามารถสร้างแผนที่รายละเอียดเพิ่มเติมของสนามแม่เหล็ก การสังเกตเพิ่มเติมจะช่วยให้พวกเขาทำความสะอาดการบิดเบือนจากข้อมูลให้ภาพที่ชัดเจนยิ่งขึ้น นอกจากนี้ยังไม่มีเหตุผลว่าทำไม EHT จึงไม่สามารถฝึกฝนได้ในหลุมดำที่ใจกลางกาแล็กซี่ที่บ้านของเราทางช้างเผือกDexter กล่าว

“ มันเป็นผลลัพธ์ที่น่าตื่นเต้นมากเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับภาพหลุมดำนี้และคุณสมบัติทางกายภาพที่อยู่เบื้องหลังภาพของหลุมดำใน M87” เขากล่าว "มันเป็นเพียงจุดเริ่มต้น"

เผยแพร่ครั้งแรกใน Live Science