นักดาราศาสตร์ได้เห็นหลุมดำมวลมหาศาลที่เงียบสงบในกาแลคซีห่างไกลที่ปะทุไอพ่นของก๊าซร้อนจัด นับเป็นครั้งแรกที่หลุมดำ "เปิดสวิตช์" ในช่วงอายุของมนุษย์
การสังเกตการณ์ยังบอกเป็นนัยถึงดาวฤกษ์ที่มองไม่เห็นซึ่งอาจกำลังเคลื่อนตัวอยู่ในขอบข่ายนี้แต่กลับต้านทานการถูกพัดลงเหวได้อย่างน่าทึ่ง การศึกษาดาวฤกษ์ที่ท้าทายหายนะนี้สามารถให้ข้อมูลเชิงลึกที่แสวงหามานานเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ที่เข้าใจยากระหว่างยักษ์ใหญ่ในจักรวาลและสสารในจานก๊าซที่อยู่รอบ ๆ ซึ่งมีอิทธิพลต่อพฤติกรรมการกินอาหารของพวกมัน
หลุมดำมวลมหาศาลนี้ซึ่งมีน้ำหนักเท่ากับดวงอาทิตย์ 1.4 ล้านดวงและแฝงตัวอยู่ในใจกลางกาแลคซี 1ES 1927+654 ห่างจากโลกประมาณ 270 ล้านปีแสง ทำให้นักดาราศาสตร์ติดงอมแงมมาหลายปีแล้วเนื่องจากพฤติกรรมแปลกประหลาดของมัน หลังจากนิ่งสงบอยู่เนิ่นนานนับแต่นั้นเป็นต้นมามันเริ่มเปล่งรังสีเอกซ์อย่างต่อเนื่องเริ่มตั้งแต่ปลายปี พ.ศ. 2565 เป็นการส่งสัญญาณให้นักดาราศาสตร์ทราบว่ามีเหตุการณ์ที่ทรงพลังแต่ไม่สามารถอธิบายได้กำลังเกิดขึ้นอีกเหตุการณ์หนึ่ง
อันที่จริง ไม่นานหลังจากนั้น การปล่อยคลื่นวิทยุจากกาแลคซีซึ่งโดยพื้นฐานแล้วไม่มีอยู่จริง "ในทันใดนั้นก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วมาก - เร็วมากจนเกือบจะน่าสงสัย"เอลีน เมเยอร์รองศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแมริแลนด์ เทศมณฑลบัลติมอร์ ซึ่งเป็นผู้นำการสำรวจทางวิทยุ กล่าวเมื่อวันจันทร์ (13 ม.ค.) ในงานแถลงข่าวของสมาคมดาราศาสตร์อเมริกัน (AAS)
ที่เกี่ยวข้อง:
“นี่เป็นสิ่งที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน เราไม่เคยมองหลุมดำเลยและเฝ้าดูมันเปลี่ยนจากความเงียบของคลื่นวิทยุไปสู่คลื่นวิทยุที่ดังมากในทันที” เธอกล่าวเสริม "มันเป็นช่วงเวลาที่โชคดีมาก"
ภาพจากเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุทั่วสหรัฐฯ เผยให้เห็นว่าเครื่องบินไอพ่นที่ไม่เคยเห็นมาก่อนได้ "เปิดเครื่อง" แล้ว พ่นพลาสมาร้อนจากทั้งสองด้านของหลุมดำด้วยความเร็วประมาณหนึ่งในสาม- แม้ว่าจะไม่ชัดเจนว่าอะไรกระตุ้นให้เกิดไอพ่นแรกเกิด แต่เมเยอร์และเพื่อนร่วมงานของเธอสงสัยว่าการปะทุในปี 2561 ซึ่งตัวมันเองอาจมีสาเหตุมาจากหลุมดำกลืนกินดาวฤกษ์ใกล้เคียง น่าจะมีบทบาทสำคัญในการบริจาควัสดุที่จำเป็นในการก่อตัวเป็นไอพ่น
หากเป็นเช่นนั้น นักวิจัยคาดว่าไอพ่นจะเผาไหม้บนสสารจากดาวฤกษ์ที่กลืนเข้าไปประมาณ 1,000 ปีก่อนที่จะดับลง การค้นพบนี้สรุปไว้ในกกระดาษเผยแพร่เมื่อวันจันทร์ (13 มกราคม) ใน The Astrophysical Journal Letters
เรื่องราวที่ยังไม่ได้เล่า
นักดาราศาสตร์กำลังงงงวยกับพฤติกรรมของหลุมดำนี้มาตั้งแต่ปี 2018 เมื่อมันเริ่มพ่นรังสีเอกซ์ที่รุนแรงจนกลุ่มก๊าซร้อนอุลตราร้อนที่อยู่ด้านบนและด้านล่างจานสะสมของมัน หรือที่เรียกว่าโคโรนาของหลุมดำ สว่างขึ้นถึง 100 เท่าในเวลาเพียงแปดชั่วโมง — สัญญาณบอกเล่าว่าสัตว์ร้ายในจักรวาลกำลังกินวัสดุจากแผ่นสะสมมวลสารอย่างแข็งขัน ด้วยเหตุผลที่ยังไม่ชัดเจน รังสีที่พุ่งสูงขึ้นก็หายไปอย่างรวดเร็วหลังจากนั้นไม่นานเริ่มฟื้นตัวเกือบจะในทันที ในที่สุดก็ส่องแสงเจิดจ้ากว่าเดิมถึง 20 เท่า
การแกว่งของรังสีที่รุนแรงเช่นนี้ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน และทำให้นักดาราศาสตร์เริ่มสงสัยในความถูกต้องของข้อมูลในตอนแรก อย่างไรก็ตาม "เมื่อเราเห็นว่ามันเป็นเรื่องจริง มันน่าตื่นเต้นมาก" นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์เคลาดิโอ ริชชี่ผู้ช่วยศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัย Diego Portales ในชิลี กล่าวในคำแถลงในเวลานั้น “แต่เราก็ไม่รู้ว่าเรากำลังเผชิญกับอะไร ไม่มีใครที่เราคุยด้วยเคยเห็นอะไรแบบนี้”
ชิ้นส่วนปริศนาที่สำคัญเกิดขึ้นในปี 2022 เมื่อความสว่างของการปล่อยรังสีเอกซ์ซึ่งจนถึงตอนนั้นมีความผันผวนแบบสุ่ม เริ่มเพิ่มขึ้นและลดลงทุกๆ 18 นาที ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ NICER และ XMM-นิวตัน แสดงให้เห็นว่าความถี่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งถึงทุกๆ เจ็ดนาที ซึ่งความถี่ดังกล่าววนเวียนมาตั้งแต่ปีที่แล้ว
นักวิจัยกล่าวว่าการระบุสาเหตุของความเสถียรอย่างต่อเนื่องนี้เป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากสามารถระบุได้ว่าไอพ่นกำลังแกว่งไปมาหรือไม่ อย่างไรก็ตาม ในกรณีนี้ ไม่มีคำอธิบายที่ชัดเจนว่าเหตุใดการแกว่งของมันจึงเปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไปจนจบลงที่ระดับสูงสุดดังกล่าว ความถี่.
สถานการณ์ที่เป็นไปได้มากกว่า ซึ่งเป็นสถานการณ์ที่นักวิทยาศาสตร์เข้าใจดีขึ้นในแง่ของฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้อง ก็คือสหายที่โคจรอยู่ซึ่งอยู่ใกล้ชิดกับหลุมดำมาก กำลังต่อต้านการถูกทำลายอย่างพิเศษ
ตำแหน่งและความถี่ของสัญญาณรังสีเอกซ์บ่งบอกว่าสหายใดๆ ที่โคจรอยู่นั้นต้องอยู่ห่างจากขอบฟ้าเหตุการณ์ของยักษ์ใหญ่เพียงไม่กี่ล้านไมล์ ซึ่งเป็นขอบเขตที่ไม่มีอะไรแม้แต่แสงก็สามารถหลบหนีไปได้ หลุมดำเล็กๆ จะดำดิ่งลงสู่หลุมดำมวลมหาศาล และดาวฤกษ์ปกติใดๆ ก็ตามก็จะถูกฉีกออกจากกันอย่างรวดเร็วด้วยแรงดึงโน้มถ่วงอันท่วมท้นของยักษ์ตัวนี้
มีเพียงดาวแคระขาวซึ่งเป็นศพหนาแน่นของดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์เท่านั้นที่เข้าข่ายพอดีเมแกน มาสเตอร์สันผู้สมัครระดับปริญญาเอกจากสถาบัน MIT Kavli เพื่อการวิจัยฟิสิกส์ดาราศาสตร์และอวกาศและเป็นผู้เขียนร่วมของกระดาษที่กำลังจะมาถึงสำรวจสถานการณ์นี้ ดาวแคระขาวนั้นยากที่จะฉีกออกเนื่องจากมีขนาดกะทัดรัดมาก และอาจมีอยู่ในจานสะสมมวลสารก่อนที่จะเคลื่อนเข้าใกล้หลุมดำมากขึ้น ซึ่งอาจอธิบายความถี่ที่เพิ่มขึ้นของสัญญาณรังสีเอกซ์ที่นักวิจัยสังเกตได้
ขณะนี้ โฮเวอร์อยู่ที่ขอบด้านในของจานสะสมมวลสารของหลุมดำ เศษดาวฤกษ์นี้อาจหลุดวัสดุบางส่วนออกไป ซึ่งจะช่วย "ให้พลังงานพิเศษแก่คุณเล็กน้อยเพื่อป้องกันไม่ให้คุณอยู่นอกขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ" Masterson กล่าว ในระหว่างการแถลงข่าวของ AAS
หากดาวแคระขาวเป็นต้นตอของพฤติกรรมน่าสงสัยของหลุมดำ ระบบควรจะปล่อยคลื่นความโน้มถ่วงออกมา ซึ่งเป็นระลอกคลื่นจางๆ ในโครงสร้างของกาล-อวกาศที่เคลื่อนตัวผ่านอวกาศด้วยความเร็วแสง ความถี่ของคลื่นเหล่านั้นอยู่ใน "จุดที่น่าสนใจ" สำหรับการตรวจจับด้วยเสาอากาศอวกาศเลเซอร์อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ที่กำลังจะมีขึ้นเร็วๆ นี้ หรือซึ่งเป็นเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงในอวกาศขนาดมหึมาซึ่งมีกำหนดจะขึ้นสู่วงโคจรในปี พ.ศ. 2578
การประมาณคร่าวๆ ว่าดาวแคระขาวกำลังเคลื่อนตัวออกไปมากน้อยเพียงใด บ่งชี้ว่า “มันน่าจะคงอยู่ต่อไปได้สักระยะหนึ่ง” มาสเตอร์สันกล่าว "แต่ใครจะรู้ล่ะ สิ่งหนึ่งที่ฉันได้เรียนรู้จากแหล่งข้อมูลนี้คือเราไม่มีทางรู้ได้เลยว่าจะเกิดอะไรขึ้นต่อไป"
