ภาพหลุมดำในดาราจักรของเรา

ภาพของหลุมดำในดาราจักรของเรา

เมื่อสามปีที่แล้ว ชุมชนวิทยาศาสตร์ของกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ (EHT) สร้างความประหลาดใจให้กับโลกด้วยภาพถ่ายแรกของหลุมดำที่จับภาพได้ในดาราจักร M87 ที่อยู่ใกล้เคียง ตอนนี้ทีมเดียวกันได้แสดงหลักฐานทางสายตาโดยตรงเป็นครั้งแรกของ กับภาพแรกของหลุมดำในดาราจักรของเราโดยใช้การสังเกตการณ์จากเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุทั่วโลก

ในบทความนี้ เราจะบอกคุณว่าภาพหลุมดำในดาราจักรของเราได้มาอย่างไร และมีผลกระทบอย่างไร

จับภาพหลุมดำในดาราจักรของเรา

ราศีธนู

นี่คือราศีธนู A* ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดรังสีที่มีความแปรปรวนสูงที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้อัลกอริธึมมาหลายปีเพื่อสร้างวิวัฒนาการขึ้นใหม่เมื่อเวลาผ่านไปราวกับว่ามันเป็น "ภาพยนตร์" แต่ ตอนนี้พวกเขาได้ประสบความสำเร็จและแสดงภาพนิ่งของพวกเขา.

นอกเหนือจากชุดเอกสารที่ตีพิมพ์ใน The Astrophysical Journal Letters ฉบับพิเศษ ทีมความร่วมมือ Event Horizon Telescope (EHT) ยังได้เปิดเผยเหตุการณ์สำคัญในวันนี้ในงานแถลงข่าวระดับนานาชาติทั่วโลกพร้อมๆ กัน

"นี่เป็นภาพแรกของราศีธนู A* หลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางทางช้างเผือก ซึ่งมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ถึง 4 ล้านเท่า. Sara Issaoun, Harvard Astrophysicist A Center Research Fellow กล่าวที่สำนักงานใหญ่ European Southern Observatory (ESO) ในเมืองมิวนิก ประเทศเยอรมนี โดยให้หลักฐานภาพโดยตรงครั้งแรกของการมีอยู่ของพวกมัน

ผลการวิจัยได้ให้หลักฐานอย่างท่วมท้นว่าวัตถุนั้นเป็นหลุมดำและให้เบาะแสอันมีค่าเกี่ยวกับการทำงานของดาวยักษ์เหล่านี้ ซึ่งคาดว่าน่าจะอยู่ที่ใจกลางดาราจักรส่วนใหญ่

ตามที่นักวิทยาศาสตร์มากกว่า 300 คนจาก 80 ศูนย์ที่เกี่ยวข้องกับการค้นพบนี้ หลุมขนาดมหึมา "มีน้ำหนัก" ประมาณ 4 ล้านมวลดวงอาทิตย์ ในพื้นที่ที่มีขนาดไม่เกินระบบสุริยะของเรา 27.000 ปีแสงจากโลกของเรา จากมุมมองของเรา มันเป็นขนาดของโดนัทบนดวงจันทร์บนท้องฟ้า

หลักฐานภาพแรก

ภาพถ่ายของภาพหลุมดำของกาแล็กซี่ของเรา

ภาพนี้เป็นภาพที่รอคอยมานานสำหรับวัตถุขนาดใหญ่ที่ใจกลางกาแลคซีของเรา นักวิทยาศาสตร์ได้เห็น ดาวฤกษ์ที่โคจรรอบวัตถุขนาดใหญ่ กะทัดรัด และมองไม่เห็นบางดวงในใจกลางทางช้างเผือก นี่แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าวัตถุท้องฟ้า Sadge A* เป็นหลุมดำ

แม้ว่าเราจะไม่เห็นหลุมดำเองเพราะมันมืดสนิท แต่ก๊าซเรืองแสงที่อยู่รอบๆ หลุมนั้นเผยให้เห็นลักษณะเด่น: พื้นที่ภาคกลางที่มืด (เรียกว่าเงา) ที่ล้อมรอบด้วยโครงสร้างวงแหวนสว่าง มุมมองใหม่จับภาพการโค้งงอของแสงจากแรงโน้มถ่วงอันทรงพลังของหลุมดำ

“เราประหลาดใจที่ขนาดของแหวนตรงกับการทำนายของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์เป็นอย่างดี” เจฟฟรีย์ โบเวอร์ หัวหน้านักวิทยาศาสตร์ของโครงการ EHT ของสถาบันดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ สถาบันซินิกา ไทเป กล่าว "การสังเกตการณ์ที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนเหล่านี้ช่วยปรับปรุงความเข้าใจของเราอย่างมากเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นที่ใจกลางดาราจักรของเราและ ให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ว่าหลุมดำขนาดยักษ์มีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมอย่างไร"

การสังเกตวัตถุที่อยู่ห่างไกลดังกล่าวจะต้องใช้กล้องดูดาวขนาดเท่าโลก แม้ว่าจะเป็นแบบเสมือนจริงหรือเทียบเท่าก็ตาม และนั่นคือสิ่งที่ EHT สามารถทำได้ ประกอบด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ XNUMX ตัว ตั้งอยู่ในชิลี สหรัฐอเมริกา เม็กซิโก สเปน และขั้วโลกใต้ ในสหรัฐอเมริกา ดำเนินการโดย European Southern Observatory (ESO) และพันธมิตรระหว่างประเทศอื่นๆ ในทะเลทราย Atacama ในชิลี ในยุโรป Institute for Millimetric Radio Astronomy (IRAM) ในเซียร์ราเนวาดา (กรานาดา) มีความโดดเด่น

EHT สังเกตราศีธนู A* เป็นเวลาหลายคืนติดต่อกัน โดยรวบรวมข้อมูลเป็นเวลาหลายชั่วโมง คล้ายกับการใช้การเปิดรับแสงนานในกล้องถ่ายภาพนิ่ง ในบรรดากล้องโทรทรรศน์วิทยุที่ประกอบขึ้นเป็น EHT เสาอากาศ IRAM ของ ความยาว 30 เมตรมีบทบาทสำคัญในการสังเกตการณ์ซึ่งช่วยให้ได้ภาพแรก

ด้วยเทคนิคที่เรียกว่าอินเทอร์เฟอโรเมทรีอ้างอิงที่ยาวมาก (VLBI ซึ่งใช้การคำนวณทางคณิตศาสตร์แทนเลนส์) สัญญาณจากกล้องโทรทรรศน์วิทยุทั้งหมดจะถูกรวมเข้าด้วยกันและประมวลผลข้อมูลด้วยอัลกอริธึมและซูเปอร์คอมพิวเตอร์เพื่อสร้างภาพที่ดีที่สุดขึ้นใหม่

Thalia Traianou นักวิจัยจาก Andalusian Institute of Astrophysics (IAA-CSIC) กล่าวเสริมว่า: "เทคโนโลยีนี้จะช่วยให้เราได้ภาพใหม่ของหลุมดำและแม้แต่ภาพยนตร์"

สองหลุมดำที่คล้ายกัน

ทางช้างเผือก

เกี่ยวกับภาพของหลุมดำในกาแลคซี M87 ที่ถ่ายในปี 2019 นักวิทยาศาสตร์ยอมรับว่าหลุมดำทั้งสองนั้นดูคล้ายกันมากแม้ว่าหลุมดำในดาราจักรของเรา มันเล็กกว่า 1000 เท่าและมีมวลน้อยกว่า M87* ซึ่งอยู่ห่างออกไป 55 ล้านปีแสง. ดาวยักษ์มีมวล 6.500 พันล้านดวงอาทิตย์และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 9.000 พันล้านกิโลเมตร ซึ่งหมายความว่าระบบสุริยะที่สูงถึงดาวเนปจูนจะเข้าสู่ดาวฤกษ์นั้น

Sera Markoff ประธานร่วมของคณะกรรมการวิทยาศาสตร์ EHT และศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์เชิงทฤษฎี กล่าวว่า "เรามีกาแลคซีสองประเภทที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงและมีมวลของหลุมดำต่างกันมากสองประเภท แต่ใกล้กับขอบของหลุมดำเหล่านี้ พวกมันดูคล้ายกันอย่างน่าประหลาดใจ" ที่มหาวิทยาลัยอัมสเตอร์ดัม สิ่งนี้บอกเราว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปควบคุมวัตถุเหล่านี้อย่างใกล้ชิด และความแตกต่างที่เราเห็นไกลออกไปนั้นเกิดจากความแตกต่างในเรื่องที่อยู่รอบหลุมดำ »

นี่คือวิธีที่ Roberto Emparan นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีและศาสตราจารย์ ICREA ที่ Institute of Cosmology of the University of Barcelona ​​อธิบายให้ SMC Spain ฟังว่า "ในตอนนี้ เราสามารถพูดได้ว่าความคล้ายคลึงกันระหว่างภาพของ M87* จากปี 2019 กับ ภาพปัจจุบันมาจาก SgrA * ซึ่งแสดงให้เห็นว่าไม่ว่าหลุมดำจะมีขนาดเท่าใด สภาพแวดล้อมที่ใกล้กับหลุมดำนั้นคล้ายกันมาก. การสังเกตการณ์ในอนาคตจะบอกเราเพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณสมบัติของสสารที่อยู่รอบๆ หลุมดำ และเราอาจสามารถบอกได้ว่าวัตถุนั้นเป็นไปตามที่ทฤษฎีของไอน์สไตน์ทำนายไว้จริงๆ หรือ 'ตัวปลอม' หรือ 'ตัวเลียนแบบ' ที่แปลกใหม่กว่านั้น"

Gonzalo J. Olmo ศาสตราจารย์ภาควิชาฟิสิกส์ทฤษฎีและ IFIC ของศูนย์ไฮบริดของมหาวิทยาลัยวาเลนเซียและ CSIC และ Diego Rubiera-García นักวิจัยพรสวรรค์ของภาควิชาฟิสิกส์ทฤษฎีของ Complutense University of Madrid เกิดขึ้นพร้อมกัน "แม้ว่าวัตถุนี้จะมีขนาดใหญ่กว่าวัตถุที่สังเกตพบในปัจจุบันในทางช้างเผือกถึงพันเท่า แต่ความคล้ายคลึงกันกับหลุมดำ 'เล็กๆ' ของเราแสดงให้เห็นถึงลักษณะทั่วไปของฟิสิกส์ที่อธิบายวัตถุเหล่านี้" พวกเขาเน้นย้ำกับ SMC ประเทศสเปน

อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์ของวันนี้ยากกว่า M87* มาก แม้ว่าราศีธนู A* จะอยู่ใกล้กว่า ทีมต้องพัฒนาเครื่องมือใหม่ที่ซับซ้อนเพื่ออธิบายการเคลื่อนที่ของก๊าซรอบ Sgr A* แม้ว่า M87* จะเป็นเลนส์ที่เรียบง่ายและมีเสถียรภาพมากกว่า แต่ภาพเกือบทั้งหมดก็ดูเหมือนกัน แต่ Sgr A* กลับไม่ใช่

"ก๊าซใกล้หลุมดำเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากัน เกือบจะเร็วเท่าแสง ใกล้ราศีธนู A* และ M87*" Chi-kwan Chan นักวิทยาศาสตร์ของ EHT จากหอดูดาว Steward และภาควิชาดาราศาสตร์และข้อมูล อธิบาย มหาวิทยาลัยแอริโซนา แม้ว่าก๊าซจะใช้เวลาหลายวันถึงหลายสัปดาห์ในการโคจรรอบ M87* ที่ใหญ่กว่า แต่ Sagittarius A* ที่เล็กกว่ามากก็สามารถโคจรรอบวงโคจรได้ภายในไม่กี่นาที"

"นี่หมายความว่าความสว่างและรูปแบบของก๊าซรอบๆ ชาวราศีธนู A* กำลังเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเมื่อ EHT ร่วมมือกันสังเกตการณ์: เหมือนพยายามนึกภาพลูกสุนัขวิ่งไล่ตามอย่างรวดเร็วเขาพูดต่อ

ภาพหลุมดำ Sgr A* เป็นภาพโดยเฉลี่ยของภาพต่างๆ ที่ทีมดึงออกมา ในที่สุดก็เผยให้เห็นดาวยักษ์ที่ใจกลางทางช้างเผือกเป็นครั้งแรก

ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้ คุณจะได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับภาพที่ถ่ายจากหลุมดำในกาแลคซีของเรา


เนื้อหาของบทความเป็นไปตามหลักการของเรา จรรยาบรรณของบรรณาธิการ. หากต้องการรายงานข้อผิดพลาดให้คลิก ที่นี่.

เป็นคนแรกที่จะแสดงความคิดเห็น

แสดงความคิดเห็นของคุณ

อีเมล์ของคุณจะไม่ถูกเผยแพร่

*

*

  1. ผู้รับผิดชอบข้อมูล: Miguel ÁngelGatón
  2. วัตถุประสงค์ของข้อมูล: ควบคุมสแปมการจัดการความคิดเห็น
  3. ถูกต้องตามกฎหมาย: ความยินยอมของคุณ
  4. การสื่อสารข้อมูล: ข้อมูลจะไม่ถูกสื่อสารไปยังบุคคลที่สามยกเว้นตามข้อผูกพันทางกฎหมาย
  5. การจัดเก็บข้อมูล: ฐานข้อมูลที่โฮสต์โดย Occentus Networks (EU)
  6. สิทธิ์: คุณสามารถ จำกัด กู้คืนและลบข้อมูลของคุณได้ตลอดเวลา