นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าหลุมดำมวลมหาศาลบางอย่างหมุนเร็วกว่าที่คาดไว้ การค้นพบเกิดขึ้นจากรูปแบบใหม่ของ "โบราณคดีหลุมดำ" ที่เชื่อมโยงหลุมดำหมุนไปยังก๊าซและฝุ่นละอองที่พวกเขาบริโภคเพื่อเติบโตมากกว่า 7 พันล้านปีแห่งประวัติศาสตร์จักรวาล
ผลการวิจัยได้รับความอนุเคราะห์จากการสำรวจ Sloan Digital Sky (SDSS) แนะนำบางสิ่ง สำหรับหนึ่งจักรวาลยุคแรกอาจมีระเบียบมากกว่าที่สงสัยก่อนหน้านี้ และประการที่สองการเติบโตของหลุมดำมวลมหาศาลผ่านห่วงโซ่การควบรวมกิจการที่มีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ(เรียกว่ากาแลคซีชนกันและผสาน) อาจเสริมด้วยวัตถุที่มีการเลี้ยงอย่างดุเดือดในก๊าซและฝุ่นโดยรอบ
“ เราได้ศึกษาหลุมดำยักษ์ที่พบในใจกลางกาแลคซีตั้งแต่วันนี้จนถึงเมื่อเจ็ดพันล้านปีก่อน” โลแกนฟรายส์สมาชิกในทีมจากมหาวิทยาลัยคอนเนตทิคัตกล่าวใน Aคำแถลง- "โดยไม่คาดคิดเราพบว่าพวกเขาหมุนเร็วเกินไปที่จะถูกสร้างขึ้นโดยการควบรวมของกาแลคซีเพียงอย่างเดียว
"พวกเขาจะต้องก่อตัวขึ้นเป็นส่วนใหญ่จากวัสดุที่ตกลงมาเพิ่มหลุมดำอย่างราบรื่นและเร่งการหมุนของมัน"
การวัดการหมุนของหลุม Balck ไม่ใช่เรื่องง่าย
แม้จะเป็นมอนสเตอร์จักรวาลที่กำหนดกาแลคซีทั้งหมดรอบตัวพวกเขาหลุมดำมวลมหาศาลที่มีมวลชนหลายล้านหรือหลายพันล้านเท่าของดวงอาทิตย์ (และคู่มวลมวลตัวเอกที่เล็กลง) นั้นค่อนข้างง่าย
พวกเขาสามารถกำหนดเป็นรายบุคคลได้เพียงสามลักษณะ: มวลสปินและที่สำคัญน้อยกว่าคือประจุไฟฟ้า ในฐานะนักฟิสิกส์จอห์นวีลเลอร์อธิบายอย่างมีไหวพริบนี้การขาดคุณสมบัติที่แตกต่าง: "หลุมดำไม่มีผม"
"หลุมดำดูเหมือนจะแปลกใหม่ แต่คุณสามารถอธิบายได้อย่างสมบูรณ์ด้วยตัวเลขเพียงสองตัว: มวลและอัตราการหมุน" ฟรายส์อธิบาย "ปัญหาคือมวลยากที่จะวัดและการหมุนนั้นยากขึ้น"
ความเร็วที่หลุมดำสปินนั้นยากที่จะแยกแยะความแตกต่างจากความเร็วที่เมฆก๊าซและฝุ่นละอองอยู่โดยรอบ - ดิสก์สะสม - หมุน
“ ความท้าทายอยู่ที่การแยกสปินของหลุมดำออกจากการหมุนของดิสก์การเพิ่มขึ้นรอบ ๆ ” โจนาธานทรัมป์สมาชิกในทีมและนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยคอนเนตทิคัตกล่าวในแถลงการณ์ "กุญแจสำคัญคือการดูภูมิภาคด้านในสุดซึ่งก๊าซกำลังตกลงไปในขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ
"หลุมดำหมุนลากที่วัสดุด้านในสุดสำหรับการขับขี่ซึ่งนำไปสู่ความแตกต่างที่สังเกตได้เมื่อเราดูรายละเอียดในการวัดของเรา"
บันทึกฟอสซิลจักรวาล
ทีมจัดการกับงานที่ท้าทายในการพิจารณาการหมุนของหลุมดำโดยใช้โครงการแผนที่เสียงก้องของ SDSS โครงการนี้ได้ทำการวัดมวลที่แม่นยำอย่างมากสำหรับหลุมดำหลายร้อยรูในขณะเดียวกันก็ทำการสังเกตอย่างละเอียดเกี่ยวกับโครงสร้างของดิสก์การสะสมของช่องว่าง
ข้อมูลนี้มาในรูปแบบของสเปกตรัมหรือแสงที่ปล่อยออกมาทั่ว- ด้วยสิ่งนี้ในมือนักวิทยาศาสตร์สามารถเริ่มวัดอัตราที่หลุมดำกลางหมุน
การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในความยาวคลื่นของแสงเผยให้เห็นอย่างมากเกี่ยวกับการหมุนของหลุมดำ เมื่อวัสดุตกอยู่ในหลุมดำมันจะนำมาซึ่งโมเมนตัมเชิงมุม - การหมุนนั้นเผยรายละเอียดเกี่ยวกับอาหารที่ผ่านมาของหลุมดำ
“ ฉันเรียกวิธีการนี้ว่า 'โบราณคดีหลุมดำ' เพราะเราพยายามเข้าใจว่ามวลของหลุมดำเติบโตขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป” ฟรายส์กล่าว "ด้วยการดูสปินของหลุมดำคุณจะมองไปที่บันทึกฟอสซิลของมัน"
ที่เกี่ยวข้อง:
"บันทึกฟอสซิล" นี้สามารถถอดรหัสได้เมื่อนักวิทยาศาสตร์เปรียบเทียบอัตราการหมุนที่สังเกตได้กับสิ่งที่คาดการณ์ไว้
ปัจจุบันโมเดลที่ได้รับความนิยมแสดงให้เห็นว่าหลุมดำมวลมหาศาลเติบโตขึ้นโดยการควบรวมกิจการที่เกิดขึ้นเมื่อกาแลคซีที่บ้านของพวกเขาชนกันและผสาน เนื่องจากกาแลคซีแต่ละตัวเหล่านี้มีอัตราการหมุนและการวางแนวสุ่มเมื่อรวมกันการหมุนเหล่านี้สามารถยกเลิกได้ หรืออย่างน้อยพวกเขาก็สามารถรวมกันได้ ผลลัพธ์ทั้งสองควรมีความเท่าเทียมกัน
จากสิ่งนี้นักวิทยาศาสตร์คาดหวังว่าหลุมดำควรหมุนช้ามาก นั่นไม่ใช่สิ่งที่ทีมนี้ค้นพบ
การวิจัยนี้ไม่เพียง แต่เผยให้เห็นว่าหลุมดำจำนวนมากหมุนเร็วกว่าที่คาดไว้ แต่ยังแสดงให้เห็นว่าหลุมดำในกาแลคซีที่อยู่ไกลออกไปหมุนเร็วกว่าในจักรวาลท้องถิ่น
สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าการหมุนของหลุมดำสามารถสร้างขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อเวลาผ่านไป วิธีหนึ่งที่อาจเกิดขึ้นได้คือผ่านการสะสมของโมเมนตัมเชิงมุมของหลุมดำโดยการเพิ่มขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไปของฝุ่นและก๊าซ
นักวิจัยสามารถทดสอบความคิดนี้เพิ่มเติมและตรวจสอบผลลัพธ์เหล่านี้โดยใช้ข้อสังเกตจาก-) ซึ่งในสามปีของการดำเนินงานได้พบหลุมดำมวลมหาศาลจากยุคก่อนหน้าและก่อนหน้าของจักรวาล
“ หลุมดำนั่งอยู่ที่ชายแดนแห่งความเข้าใจของมนุษย์” Juna Kollmeier ผู้อำนวยการ SDSS-V ระยะปัจจุบันของ SDSS กล่าวในแถลงการณ์ "เราทำการสำรวจขนาดใหญ่เช่น SDSS เพื่อสร้างภาพดาราศาสตร์เชิงประจักษ์ของคุณสมบัติพื้นฐานของพวกเขาซึ่งแบบจำลองทางทฤษฎีของเราสามารถนำไปทดสอบได้"
Fries นำเสนอผลการวิจัยของทีมเมื่อวันที่ 14 มกราคมในการประชุมครั้งที่ 245 ของสมาคมดาราศาสตร์อเมริกัน (AAS) ใน National Harbour รัฐแมริแลนด์
โพสต์ครั้งแรกเมื่อSpace.com-
