เว็บสล็อต มองดูหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางดาราจักรของเรา

เป็นภาพแรกของราศีธนู A* ซึ่งเป็นหลุมดำใจกลางทางช้างเผือก เว็บสล็อต BY เลโต ซาปูนาร์ | เผยแพร่เมื่อ 12 พฤษภาคม 2022 13:50 น ศาสตร์

ช่องว่าง

ภาพแรกของราศีธนู A* หลุมดำใจกลางทางช้างเผือก

หลุมดำถูกจับโดยกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ ซึ่งเป็นอาร์เรย์ที่เชื่อมโยงหอสังเกตการณ์วิทยุทั่วโลกเข้าด้วยกัน ความร่วมมือ EHT

แบ่งปัน    

นักดาราศาสตร์เพิ่งเปิดเผยภาพแรกของราศีธนู A* ซึ่งเป็นหลุมดำมวลมหาศาลใจกลางดาราจักรทางช้างเผือกของเรา—หนักมากจนโคจรรอบกาลอวกาศจนแม้แต่แสงก็หนีไม่พ้น กล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ ซึ่งเป็นความร่วมมือระดับนานาชาติของหอสังเกตการณ์วิทยุ เผยแพร่ภาพเมื่อวันพฤหัสบดี ซึ่งปรากฏเป็นพวงหรีดก๊าซร้อนยิ่งยวดล้อมรอบช่องว่างของแสงซึ่งเป็นขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ

การค้นพบนี้เป็นหลักฐานที่ดีที่สุดว่ายังมีหลุมดำ

มวลมหาศาลอยู่ใจกลางดาราจักรของเรา ซึ่งอยู่ห่างออกไป 27,000 ปีแสง และดูเหมือนกำลังหมุนอยู่ ความสำเร็จครั้งยิ่งใหญ่นี้เกิดขึ้นหลังจากภาพแรกของทีมซึ่งเผยแพร่สู่สาธารณะในปี 2019 เกี่ยวกับหลุมดำอันห่างไกลที่เรียกว่า M87* ซึ่งอยู่เหนือกาแลคซี่ของเรา ยิ่งไปกว่านั้น รูปร่างและขนาดของหลุมดำนี้ยังยืนยันเพิ่มเติมถึงสิ่งที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ คาดการณ์ไว้

Vikram Raviนักดาราศาสตร์จาก California Institute of Technology ผู้ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในโครงการกล่าวผลลัพธ์ใหม่นี้ “น่าตื่นเต้นอย่างมาก” โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพราะมันมาจากทางช้างเผือกของเรา การจับคู่ภาพนี้กับการสังเกตหลุมดำอื่นๆ จะช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจวงจรชีวิตของหลุมดำ

[ที่เกี่ยวข้อง: เรายังคงอยู่ในความมืดเกี่ยวกับความขัดแย้งที่สำคัญของหลุมดำ ]

กล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ใช้กล้องโทรทรรศน์จากทั่วทุกมุมโลกที่ทำงานร่วมกันเพื่อสร้างกล้องขนาดเท่าโลกสำหรับถ่ายภาพหลุมดำ ความร่วมมือนี้เกี่ยวข้องกับนักวิทยาศาสตร์กว่า 300 คนจากสถาบันต่างๆ ในกว่า 20 ประเทศ

พวกเขาถ่ายภาพหลุมดำหลายพันภาพและใช้อัลกอริธึมเพื่อรวมภาพเหล่านี้เพื่อเน้นย้ำถึงคุณลักษณะทั่วไปที่ปรากฏในภาพถ่ายจำนวนมาก ผลลัพธ์ที่ได้คือภาพสีส้มบนพื้นดำที่ประกอบขึ้นจากภาพเหล่านี้

ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 3.7 ล้านไมล์ ราศีธนู A* มีมวล “มากกว่าดวงอาทิตย์ของเรา 4 ล้านเท่า” สมาชิกโครงการSara Issaounนักดาราศาสตร์ที่ศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ | Harvard & Smithsonian กล่าวระหว่างการแถลงข่าวเมื่อวันพฤหัสบดีที่ European Southern Observatory แต่มันอยู่ไกลมากจนพื้นที่บนท้องฟ้าเทียบได้กับที่โดนัทบนพื้นผิวดวงจันทร์จะปรากฏให้เราเห็นบนโลก

ภาพแสดงหลุมดำที่ดูคล้ายกับ M87* มาก แม้ว่าหลุมเหล่านี้จะมีอยู่ในสภาพแวดล้อมท้องฟ้าที่แตกต่างกันอย่างมากมาย M87* มีขนาดใหญ่ขึ้นประมาณ 1,600 เท่า และล้อมรอบด้วยก๊าซร้อนหมุนวนที่ใหญ่และหนาแน่นกว่ามาก ซึ่งเรียกว่าจานสะสมกำลังซึ่งป้อนอย่างแข็งขัน 

ชาวราศีธนู A* แม้จะอยู่ใกล้เรามาก แต่ก็สร้างภาพได้ยากกว่า M87* เนื่องจากทางช้างเผือกมีรูปร่างเหมือนจาน นักดาราศาสตร์จึงต้องมองผ่านเมฆฝุ่นและเศษซากเพื่อมองดูใจกลางดาราจักรที่หนาแน่นซึ่งคาดว่าหลุมดำมวลมหาศาลจะตั้งอยู่ 

ก๊าซที่โคจรใกล้กับหลุมดำทั้งสองนั้น

กำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสง แต่เนื่องจากราศีธนู A* นั้นเล็กกว่ามาก ก๊าซนั้นจึงใช้เวลาเพียงไม่กี่นาทีแทนที่จะเป็นวันในการโคจรรอบหลุมดำ ทำให้เกิดมุมมองที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาซึ่งยากต่อการถ่ายภาพมาก

แต่การศึกษาหลุมดำที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วนั้นมีประโยชน์ทางวิทยาศาสตร์อยู่บ้าง นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์สามารถเริ่มเข้าใจความแปรปรวนของหลุมดำ—จะเกิดอะไรขึ้นกับการโคจรของก๊าซเมื่อมันลุกเป็นไฟ สว่างขึ้น และหรี่ลง และตกลงไปในหลุมดำในที่สุด

ผลลัพธ์ที่ชุมชนดาราศาสตร์รอคอยมานาน “ดูน่าทึ่ง” Matthew Grahamนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนียซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับโครงการกล่าว เกรแฮมสนใจมากที่สุดที่จะเห็นว่านักวิทยาศาสตร์สามารถใช้รายละเอียดทางเทคนิคของการสังเกตเพื่อให้พอดีกับแบบจำลองหลุมดำกับข้อมูลจริงได้อย่างไร

แม้ว่าก๊าซรอบราศีธนู A* จะหมุนวนอย่างรวดเร็ว แต่หลุมดำก็กัดกินบริเวณโดยรอบอย่างช้าๆ หากหลุมดำมีขนาดเท่าคน หลุมดำขนาดเท่ามนุษย์นั้นจะกินสสารเทียบเท่ากับข้าวเพียงหนึ่งเมล็ดในทุกๆ ล้านปี Issaoun กล่าว

เทคโนโลยีนี้ค่อนข้างง่าย: น้ำในอ่างเก็บน้ำถูกผลักผ่านวาล์วไอดีซึ่งช่วยขจัดสิ่งสกปรก ขั้นต่อไป น้ำจะไหลผ่านท่อขนาดใหญ่ แรงที่หมุนกังหันด้วยความเร็วที่ปลอดภัยสำหรับปลา การปั่นป่วนนี้ทำให้เพลาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมุนขดลวดทองแดงเป็นวงแหวนแม่เหล็ก ทำให้เกิดสนามไฟฟ้า และคุณก็ได้รับกระแสไฟฟ้า จากนั้นจะเปลี่ยนเป็นแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นและส่งผ่านกริด น้ำจะไปสิ้นสุดที่ปลายน้ำในแม่น้ำ ซึ่งในทางทฤษฎีสามารถนำกลับมาใช้ใหม่เพื่อวัตถุประสงค์อื่นได้ 

แต่เพื่อให้ระบบดังกล่าวทำงานได้ จำเป็นต้องมีการครอบคลุมน้ำมากพอที่จะดันของเหลวเข้าไปในวาล์วไอดีเหล่านั้นได้ Tierney-Lloyd กล่าว “ความเข้าใจของฉันคือตอนนี้ เนื่องจากระดับน้ำเหล่านั้นต่ำที่สุด กังหันไม่ได้ผลิตกระแสไฟฟ้ามากเท่าที่พวกเขาจะทำได้” เธอกล่าว “และมันก็เป็นเพียงลักษณะทางกายภาพของการไม่มีน้ำเพียงพอที่จะดันน้ำ” เว็บสล็อต