หลุมดำที่อยู่ไกลออกไปให้นิยามความเจ็บปวดและความทุกข์ทรมานแบบใหม่หรือไม่?
หลุมดำที่ชื่อว่า XJ1500 + 0154 นั้นดูเหมือนจะเป็นหลุมศพของ Carkoon ซึ่งเป็นที่อยู่อาศัยของ Sarlacc ผู้ทรงอำนาจใน Star Wars ซึ่งเป็นเหยื่อของการย่อยสลายอย่างช้าๆ
กว่าสิบปีที่ผ่านมาหลุมดำขนาดยักษ์นี้แยกดาวฤกษ์ออกจากกันและนับตั้งแต่มื้อเที่ยงที่ยาวนานอย่างต่อเนื่อง นักดาราศาสตร์ได้เฝ้าระวัง 'การย่อยอาหารที่ช้านี้' เพราะมันผิดปกติมากสำหรับสิ่งที่เรียกว่าเหตุการณ์การหยุดชะงักของคลื่น (TDE) ที่ซึ่งคลื่นพลังจากหลุมดำฉีกดาวออกเป็นชิ้น ๆ
“ เราได้เห็นการตายที่น่าตื่นเต้นและยาวนานของดาว” Dacheng Lin จากมหาวิทยาลัยนิวแฮมป์เชียร์ในเดอรัมรัฐนิวแฮมป์เชียร์กล่าวซึ่งเป็นผู้นำการสังเกตเหตุการณ์นี้ “ เหตุการณ์ความไม่สงบที่เกิดขึ้นหลายครั้งได้รับการตรวจจับตั้งแต่ทศวรรษ 1990 แต่ก็ไม่มีเหตุการณ์ใดที่ยังคงความสว่างได้นานเท่ากับเหตุการณ์นี้”
งานฉลองที่ยาวนานหลายทศวรรษนี้ยาวนานกว่าสิบเท่าของ TDE อื่น ๆ
XJ1500 + 0154 ตั้งอยู่ในกาแลคซีขนาดเล็กประมาณ 1.8 พันล้านปีแสงจากโลกและกล้องโทรทรรศน์สามดวงได้ติดตามเหตุการณ์ X-ray นี้: หอดูดาวจันทราเอ็กซ์เรย์ดาวเทียมสวิฟต์และ XMM- นิวตัน
TDEs นั้นแตกต่างจากแหล่งอื่นที่เกี่ยวข้องกับการเอกซเรย์หลุมดำในกาแลคซี, galactic nuclei (AGN) เช่นเดียวกับการย่อยของ Sarlacc AGN สามารถอยู่ได้นานนับพันปี เหล่านี้เป็นหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางกาแลคซีซึ่งดึงก๊าซรอบ ๆ และ“ ปล่อยรังสีจำนวนมหาศาลรวมถึงรังสีเอกซ์” หลินอธิบายในบล็อกโพสต์บนเว็บไซต์จันทรา “ การแผ่รังสีจาก AGN ไม่ได้แตกต่างกันมากนักเนื่องจากก๊าซที่อยู่รอบตัวพวกมันขยายใหญ่และสามารถอยู่ได้นานนับหมื่นปี”
ในทางตรงกันข้าม TDEs นั้นค่อนข้างสั้นใช้เวลาเพียงไม่กี่เดือน ในช่วง TDE เศษซากดาวฤกษ์บางส่วนถูกเหวี่ยงออกไปด้านนอกด้วยความเร็วสูงในขณะที่ส่วนที่เหลือตกลงสู่หลุมดำ ในขณะที่มันเดินทางเข้าสู่ภายในเพื่อถูกหลุมดำจะใช้วัสดุจะมีความร้อนสูงถึงหลายล้านองศาทำให้เกิดการแผ่รังสีเอกซ์ที่แตกต่างออกไป
XJ1500 + 0154 ได้ให้เฟสที่สว่างเป็นพิเศษและยาวกว่าสิบปี หลินและทีมของเขากล่าวว่าคำอธิบายหนึ่งอาจเป็นดาวมวลสูงที่สุดที่ถูกฉีกขาดออกจากกันอย่างสมบูรณ์ในระหว่าง TDE
“ หากต้องการให้เหตุการณ์นี้อยู่ในสถานะที่มีความส่องสว่างสูงเช่นนี้ต้องใช้การหยุดชะงักของดาวฤกษ์ที่ค่อนข้างใหญ่เต็มดวงประมาณสองเท่าดวงอาทิตย์” หลินเขียน; อย่างไรก็ตาม“ การกระจัดกระจายของดาวมวลสูงเช่นนี้โดย SMBH นั้นไม่น่าเป็นไปได้มากนักเนื่องจากดาวมวลสูงนี้หาได้ยากในกาแลคซีส่วนใหญ่ยกเว้นว่ากาแลคซียังเป็นดาวฤกษ์อายุน้อยและก่อตัวดาวอย่างกระตือรือร้นดังเช่นในกรณีของเรา
ดังนั้นคำอธิบายที่เป็นไปได้มากกว่านี้ก็คือนี่เป็น TDE แรกที่สังเกตเห็นว่าดาวดวงเล็ก ๆ ถูกแยกออกจากกันโดยสิ้นเชิง
หลินยังกล่าวอีกว่าเหตุการณ์นี้มีความหมายกว้างสำหรับฟิสิกส์หลุมดำ
“ ในการอธิบายอย่างเต็มที่ถึงช่วงเวลาที่ยาวนานของกิจกรรมของเรานั้นจำเป็นต้องมีการประยุกต์ใช้ความก้าวหน้าทางทฤษฎีล่าสุดในการศึกษา TDEs” เขาเขียน “ ในช่วงสองปีที่ผ่านมาหลายกลุ่มพบว่ามันอาจใช้เวลานานหลังจากการกระจัดกระจายของดาวฤกษ์เพื่อให้เศษซากดาวฤกษ์ตกลงสู่ดิสก์มวลรวมตัวและเข้าสู่ SMBH ดังนั้นเหตุการณ์สามารถพัฒนาได้ช้ากว่าที่เคยคิดไว้มาก”
นอกจากนี้ข้อมูล X-ray ยังระบุว่าการแผ่รังสีจากวัสดุรอบ ๆ หลุมดำนี้มีค่ามากกว่าสิ่งที่เรียกว่าขีด จำกัด Eddington ซึ่งกำหนดไว้ว่าเป็นความสมดุลระหว่างแรงดันภายนอกของการแผ่รังสีจากก๊าซร้อนและแรงดึงภายในของแรงโน้มถ่วง ของหลุมดำ
การเห็นหลักฐานการเติบโตอย่างรวดเร็วดังกล่าวอาจช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจว่าหลุมดำมวลมหาศาลสามารถเข้าถึงมวลชนได้สูงกว่าดวงอาทิตย์ประมาณพันล้านเท่าเมื่อเอกภพมีอายุเพียงหนึ่งพันล้านปี
“ เหตุการณ์นี้แสดงให้เห็นว่าหลุมดำสามารถเติบโตได้ในอัตราที่สูงมากเป็นพิเศษ” Stefanie Komossa ผู้เขียนร่วมของมหาวิทยาลัย QianNan Normal แห่งชาติในเมืองดูหยุนประเทศจีน “ สิ่งนี้อาจช่วยให้เข้าใจว่าหลุมดำแก่แดดนั้นเป็นอย่างไร”
หลินและทีมของเขาจะติดตามเหตุการณ์นี้อย่างต่อเนื่องและพวกเขาคาดหวังว่าความสว่างของรังสีเอกซ์จะจางหายไปในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าซึ่งหมายถึงการจัดหา 'อาหาร' สำหรับมื้อกลางวันที่ยาวนานนี้ในไม่ช้า
สำหรับการอ่านเพิ่มเติม:
Paper: เหตุการณ์คลื่นยักษ์ที่หยุดชะงักนานหลายทศวรรษ
บล็อกของหลินบนเว็บไซต์จันทรา
จันทราแถลง
รูปภาพและข้อมูลเพิ่มเติมจาก Chandra
