ในที่สุดเราก็มีภาพของหลุมดำที่เป็นหัวใจของทางช้างเผือก

มีการเพิ่มใหม่สำหรับแกลเลอรี่ภาพบุคคลของนักดาราศาสตร์ในหลุมดำ

นักดาราศาสตร์ประกาศเมื่อวันที่ 12 พฤษภาคมว่าในที่สุดพวกเขาก็รวบรวมภาพของหลุมดำมวลมหาศาลที่ศูนย์กลางของกาแลคซีของเรา

“ ภาพนี้แสดงวงแหวนสว่างรอบ ๆ ความมืดสัญลักษณ์ของ Shadow of the Black Hole” นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Feryal Özelแห่งมหาวิทยาลัยแอริโซนาในทูซอนกล่าวในการแถลงข่าวประกาศผล

หลุมดำที่รู้จักกันในชื่อ Sagittarius A*ปรากฏเป็นภาพเงาจาง ๆ ท่ามกลางวัสดุที่เรืองแสงที่ล้อมรอบ ภาพเผยให้เห็นบริเวณที่ปั่นป่วนและบิดเบี้ยวโดยรอบรูดำในรายละเอียดใหม่ ผลการวิจัยยังได้รับการเผยแพร่ในวันที่ 12 พฤษภาคม6 การศึกษาในตัวอักษรวารสารดาราศาสตร์-

เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่มีการขยายตัวของดาวเคราะห์หรือที่รู้จักกันในชื่อ Event Horizon Telescope ได้ทำงานร่วมกันเพื่อสร้างรูปลักษณ์ที่คาดการณ์ไว้อย่างมากที่ยักษ์ของ Milky Way สามปีที่ผ่านมาทีมเดียวกันปล่อยภาพแรกของหลุมดำมวลมหาศาล-SN: 4/10/19- วัตถุนั้นตั้งอยู่ที่ศูนย์กลางของกาแลคซี M87 ประมาณ 55 ล้านปีแสงจากโลก

แต่ Sagittarius A* หรือ Sgr a* สำหรับระยะสั้นคือ“ Hoyal Hole ของมนุษยชาติ” Sera Markoff นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยอัมสเตอร์ดัมกล่าวและเป็นสมาชิกของการทำงานร่วมกันของ EHT

เมื่ออยู่ห่างออกไป 27,000 ปีแสงนั้นเป็นหลุมดำที่อยู่ใกล้ที่สุดสู่โลก ความใกล้ชิดนั้นหมายความว่า Sgr A* เป็นหลุมดำที่มีการศึกษามากที่สุดในจักรวาล แต่ sgr a* และคนอื่น ๆ เช่นมันยังคงเป็นวัตถุลึกลับที่สุดที่เคยพบ

นั่นเป็นเพราะเช่นเดียวกับหลุมดำทั้งหมด Sgr A* เป็นวัตถุที่หนาแน่นจนดึงแรงโน้มถ่วงของมันจะไม่ปล่อยให้แสงหนีออกมา Black Holes เป็น“ ผู้ดูแลตามธรรมชาติของความลับของตัวเอง” นักฟิสิกส์ Lena Murchikova จากสถาบันเพื่อการศึกษาขั้นสูงในพรินซ์ตันนิวเจอร์ซีย์ซึ่งไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของทีม EHT กล่าว แรงโน้มถ่วงของพวกเขากับดักแสงที่อยู่ภายในชายแดนที่เรียกว่า Event Horizon ภาพของ EHT ของ Sgr A* และกระโปรงหลุมดำ M87 ขึ้นไปจนถึงขอบที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

Sgr A* ฟีดบนวัสดุที่ร้อนแรงผลักออกจากดาวขนาดใหญ่ที่ศูนย์กาแล็คซี่ ก๊าซนั้นถูกดึงไปยัง Sgr A* โดยการดึงแรงโน้มถ่วงไหลลงสู่ดิสก์โดยรอบของวัสดุที่เรืองแสงเรียกว่าดิสก์การเพิ่ม ดิสก์ดาวและฟองด้านนอกของแสงเอ็กซเรย์“ เป็นเหมือนระบบนิเวศ” Daryl Haggard นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จาก McGill University ในมอนทรีออลและสมาชิกของ EHT Collaboration กล่าว “ พวกเขาผูกติดกันอย่างสมบูรณ์”

ดิสก์การเพิ่มขึ้นนั้นเป็นที่ที่การกระทำ - ขณะที่ก๊าซเคลื่อนที่ภายในสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งอย่างมากดังนั้นนักดาราศาสตร์จึงต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการทำงานของดิสก์

เช่นเดียวกับหลุมดำส่วนใหญ่ supermassive sgr a* คือเงียบและเป็นลม-SN: 6/5/19- หลุมดำกินเพียงไม่กี่ morsels ที่กินด้วยดิสก์สะสม ถึงกระนั้น“ มันเป็นปริศนานิดหน่อยว่าทำไมมันถึงเป็นเรื่องเล็กน้อย” Meg Urry จากมหาวิทยาลัยเยลซึ่งไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการทำงานร่วมกันของ EHT กล่าว เมื่อเปรียบเทียบกับหลุมดำของ M87 เป็นสัตว์ประหลาดที่พุ่งเข้าหาวัสดุใกล้เคียงและยิงออกมาเครื่องบินไอพ่นขนาดใหญ่และทรงพลัง-SN: 11/10/21- แต่นั่นไม่ได้หมายความว่า Sgr A* ไม่ได้ผลิตแสง นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ได้เห็นภูมิภาคที่เปล่งประกายในคลื่นวิทยุการกระวนกระวายใจในอินฟราเรดและเรอในรังสีเอกซ์-

ในความเป็นจริงดิสก์การเพิ่มขึ้นรอบ ๆ Sgr A* ดูเหมือนจะสั่นไหวและเคี่ยวอย่างต่อเนื่อง ความแปรปรวนนี้การกะพริบคงที่เป็นเหมือนฟองที่อยู่ด้านบนของคลื่นมหาสมุทร Markoff กล่าว “ และดังนั้นเราจึงเห็นฟองนี้เกิดขึ้นจากกิจกรรมทั้งหมดนี้และเราพยายามที่จะเข้าใจคลื่นใต้ฟอง”

คำถามใหญ่ที่เธอกล่าวเสริมคือถ้านักดาราศาสตร์จะสามารถเห็นบางสิ่งที่เปลี่ยนแปลงในคลื่นเหล่านั้นด้วย EHT ในงานใหม่พวกเขาได้เห็นคำแนะนำของการเปลี่ยนแปลงเหล่านั้นด้านล่างของฟอง แต่การวิเคราะห์เต็มยังคงดำเนินต่อไป

ด้วยการรวมข้อมูล petabytes ประมาณ 3.5 หรือเทียบเท่ากับวิดีโอ tiktok ประมาณ 100 ล้านรายการที่ถูกจับในเดือนเมษายน 2017 นักวิจัยสามารถเริ่มรวมภาพเข้าด้วยกัน เพื่อหยอกล้อภาพจากข้อมูลจำนวนมากเริ่มต้นทีม EHT ต้องการงานหลายปีการจำลองคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนและการสังเกตในแสงประเภทต่าง ๆ จากกล้องโทรทรรศน์อื่น ๆ

ข้อมูล“ ความยาวคลื่นหลายความยาวคลื่น” เหล่านั้นจากกล้องโทรทรรศน์อื่น ๆ มีความสำคัญต่อการประกอบภาพ “ ด้วยการดูสิ่งเหล่านี้พร้อมกันและทั้งหมดเข้าด้วยกันเราสามารถสร้างภาพที่สมบูรณ์ได้” นักทฤษฎี Gibwa Musoke จากมหาวิทยาลัยอัมสเตอร์ดัมกล่าว

ความแปรปรวนของ Sgr A*การเคี่ยวคงที่การวิเคราะห์ที่ซับซ้อนเนื่องจากหลุมดำเปลี่ยนไปตามกาลเวลาเพียงไม่กี่นาทีเปลี่ยนไปเมื่อนักวิจัยกำลังถ่ายภาพอยู่ “ มันเหมือนกับการพยายามถ่ายภาพที่ชัดเจนของเด็กที่กำลังวิ่งในเวลากลางคืน” นักดาราศาสตร์José L. Gómezแห่ง Instituto de Astrofísica de Andalucíaในกรานาดาประเทศสเปนกล่าวในการแถลงข่าวประกาศผล M87 ง่ายต่อการวิเคราะห์เพราะมันเปลี่ยนไปตลอดสัปดาห์

ในที่สุดความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นในดิสก์ใกล้กับ SGR A* สามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เรียนรู้ว่าหลุมดำที่มีขนาดใหญ่มากขึ้นที่คล้ายกันอื่น ๆ

การสังเกต EHT ใหม่ยังยืนยันมวลของ Sgr A* ที่ 4 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์ หากหลุมดำแทนที่ดวงอาทิตย์ของเราเงา EHT ที่ถ่ายภาพจะนั่งอยู่ในวงโคจรของดาวพุธ

นักวิจัยยังใช้ภาพของ sgr a*สัมพัทธภาพทั่วไปเพื่อทดสอบ (SN: 2/3/21- ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงที่มั่นคงของไอน์สไตน์ผ่าน: ขนาดของเงาตรงกับการทำนายของสัมพัทธภาพทั่วไป โดยการทดสอบทฤษฎีในสภาพที่รุนแรง - เช่นเดียวกับรอบ ๆ หลุมดำ - นักวิทยาศาสตร์หวังที่จะระบุจุดอ่อนที่ซ่อนอยู่

นักวิทยาศาสตร์เคยมีมาก่อนทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปโดยการติดตามการเคลื่อนไหวของดาวที่โคจรรอบ Sgr a* - งานที่ช่วยยืนยันว่าวัตถุนั้นเป็นหลุมดำอย่างแท้จริง (SN: 7/26/18- สำหรับการค้นพบนั้นนักวิจัย Andrea Ghez และ Reinhard Genzel ได้รับรางวัล Nobel Prize ในฟิสิกส์ในปี 2020 (SN: 10/6/20-

การทดสอบสองประเภทของสัมพัทธภาพทั่วไปเป็นส่วนเสริม Tuan Do ของนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ของ UCLA กล่าว “ ด้วยการทดสอบฟิสิกส์ขนาดใหญ่เหล่านี้คุณไม่ต้องการใช้วิธีเดียว” หากการทดสอบหนึ่งดูเหมือนจะขัดแย้งกับสัมพัทธภาพทั่วไปนักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจสอบความคลาดเคลื่อนที่สอดคล้องกันในอีก

อย่างไรก็ตามกล้องโทรทรรศน์ Horizon ของเหตุการณ์ได้ทดสอบสัมพัทธภาพทั่วไปใกล้กับขอบของหลุมดำซึ่งอาจเน้นผลกระทบที่ลึกซึ้งของฟิสิกส์นอกเหนือจากสัมพัทธภาพทั่วไป “ ยิ่งคุณได้รับมากเท่าไหร่คุณก็ยิ่งดีขึ้นเท่านั้นในแง่ของความสามารถในการมองหาเอฟเฟกต์เหล่านี้” คลิฟฟอร์ดนักฟิสิกส์จะจากมหาวิทยาลัยฟลอริดาในเกนส์วิลล์กล่าว

อย่างไรก็ตามนักวิจัยบางคนวิพากษ์วิจารณ์การทดสอบสัมพัทธภาพทั่วไปที่คล้ายกันโดยใช้ภาพ EHT ของหลุมดำของ M87-SN: 10/1/20- นั่นเป็นเพราะการทดสอบขึ้นอยู่กับสมมติฐานที่ค่อนข้างสั่นคลอนเกี่ยวกับฟิสิกส์ว่าวัสดุหมุนวนรอบหลุมดำได้อย่างไร Sam Gralla นักฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยแอริโซนาในทูซอนกล่าว การทดสอบสัมพัทธภาพทั่วไปด้วยวิธีนี้“ จะสมเหตุสมผลถ้าสัมพัทธภาพทั่วไปเป็นลิงค์ที่อ่อนแอที่สุด” แต่ความเชื่อมั่นของนักวิทยาศาสตร์ในสัมพัทธภาพทั่วไปนั้นแข็งแกร่งกว่าสมมติฐานที่เข้าสู่การทดสอบเขากล่าว

การสังเกตของ Sgr A* ให้หลักฐานเพิ่มเติมว่าวัตถุนั้นเป็นหลุมดำจริง ๆ แล้วนักฟิสิกส์ Nicolas Yunes จากมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์เออร์บานา-แชมเพนกล่าว “ มันน่าตื่นเต้นมากที่มีภาพแรกของหลุมดำที่อยู่ในทางช้างเผือกของเราเองมันยอดเยี่ยมมาก” มันทำให้เกิดประกายจินตนาการเหมือนภาพนักบินอวกาศตอนต้นที่เอาโลกมาจากดวงจันทร์เขากล่าว

นี่จะไม่เป็นภาพสุดท้ายที่สะดุดตาของ SGR A* จาก EHT การสังเกตเพิ่มเติมที่ผลิตในปี 2018, 2021 และ 2022 ยังคงรอการวิเคราะห์

“ นี่คือหลุมดำที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของเรา” Haggard กล่าว “ มันเหมือนเพื่อนสนิทและเพื่อนบ้านของเราและเราได้ศึกษามานานหลายปีแล้วในฐานะชุมชน [ภาพนี้เป็น] ที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นในหลุมดำที่น่าตื่นเต้นนี้เราได้ตกหลุมรักในอาชีพของเรา”