ในกาแลคซีห่างออกไปสี่พันล้านปีแสงหลุมดำมวลมหาศาลสามก้อนถูกขังอยู่ในอ้อมกอดอันกว้างใหญ่ มันเป็นหลุมดำทั้งสามที่รัดกุมที่สุดที่ทราบกันมาจนถึงปัจจุบันและยังชี้ให้เห็นว่าระบบที่อัดแน่นเหล่านี้เป็นเรื่องธรรมดามากกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้
“ สิ่งที่น่าประหลาดใจสำหรับฉันคือหลุมดำเหล่านี้ซึ่งอยู่ในระดับสุดยอดของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein กำลังโคจรรอบกันและกันด้วยความเร็ว 300 เท่าของเสียงบนโลก” Roger Deane ผู้เขียนนำจากมหาวิทยาลัย Cape กล่าว ทาวน์ในการแถลงข่าว
“ ไม่เพียงแค่นั้น แต่การใช้สัญญาณรวมจากกล้องโทรทรรศน์วิทยุในสี่ทวีปเราสามารถสังเกตเห็นระบบที่แปลกใหม่นี้หนึ่งในสามของวิธีข้ามจักรวาล มันทำให้ฉันตื่นเต้นมากเพราะนี่เป็นเพียงรอยขีดข่วนบนพื้นผิวของการค้นพบจำนวนมากที่จะเกิดขึ้นกับ Square Kilometer Array”
ระบบนี้ได้รับการขนานนามว่า SDSS J150243.091111557.3 ถูกค้นพบครั้งแรกว่าเป็นควาซาร์ - หลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางกาแลคซีซึ่งเป็นวัสดุอย่างรวดเร็วและส่องประกายอย่างสดใส - สี่ปีที่แล้ว แต่สเปกตรัมของมันนั้นแปลกประหลาดเล็กน้อยด้วยสายการปล่อยออกซิเจนที่แตกตัวเป็นไอออน [OIII] แบ่งออกเป็นสองยอดแทนที่จะเป็นหนึ่ง
คำอธิบายที่น่าสนใจบอกว่ามีหลุมดำมวลมหาศาลอยู่สองแกนซ่อนตัวอยู่ในใจกลางกาแลคซี
โดยปกติกาแลคซีที่ใช้งานอยู่จะแสดงบรรทัดการปล่อยแคบที่แหลมเพียงจุดเดียวซึ่งเกิดขึ้นจากบริเวณโดยรอบของก๊าซไอออไนซ์ Deane บอกกับนิตยสาร Space ความจริงที่ว่ากาแลคซีที่ใช้งานอยู่นี้แสดงให้เห็นถึงการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่มีสองยอดแหลมชี้ให้เห็นว่ามีสองภูมิภาคโดยรอบของก๊าซไอออไนซ์
แต่หลุมดำมวลมหาศาลแห่งหนึ่งถูกปกคลุมไปด้วยฝุ่น ดังนั้นดีนและเพื่อนร่วมงานก็ขุดอีกเล็กน้อย พวกเขาใช้เทคนิคที่เรียกว่า Very Long Baseline Interferometry (VLBI) ซึ่งเป็นวิธีการเชื่อมโยงกล้องโทรทรรศน์เข้าด้วยกันโดยรวมสัญญาณที่แยกจากกันได้มากถึง 10,000 กม. เพื่อดูรายละเอียดมากกว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล 50 เท่า
การสังเกตจากเครือข่าย VLBI ของยุโรปซึ่งเป็นเสาอากาศของยุโรปจีนรัสเซียและอเมริกาใต้เปิดเผยว่าหลุมดำมวลมหาศาลที่ปกคลุมด้วยฝุ่นนั้นเป็นอีกครั้งที่สองแทนที่จะเป็นหนึ่งทำให้ระบบหลุมดำมวลมหาศาลทั้งสามแห่ง
“ นี่คือสิ่งที่น่าประหลาดใจมาก” ดีนบอกกับนิตยสารอวกาศ “ เป้าหมายของเราคือเพื่อยืนยันหลุมดำที่น่าสงสัยทั้งสอง เราไม่ได้คาดหวังว่าหนึ่งในนั้นคือในความเป็นจริงสองซึ่งสามารถเปิดเผยได้โดยเครือข่าย VLBI ในยุโรปเนื่องจาก [รายละเอียดที่ละเอียดมาก] มันสามารถแยกแยะได้”
ดีนและเพื่อนร่วมงานมองผ่านกาแลคซีที่คล้ายกันหกแห่งก่อนที่จะพบทั้งสามคนแรก ความจริงที่ว่าพวกเขาพบสิ่งหนึ่งอย่างรวดเร็วแสดงให้เห็นว่าพวกเขาเป็นเรื่องธรรมดามากกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้
ก่อนหน้านี้มีเพียงหลุมดำสามระบบที่เป็นที่รู้จักสี่คู่โดยมีคู่ที่ใกล้ที่สุดคือ 2.4 กิโลพาร์เซคห่างกัน 2,000 เท่าระยะทางจากโลกถึงดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุดคือ Proxima Centauri แต่คู่ที่ใกล้ที่สุดในไตรยางศ์นี้จะแยกจากกันเพียง 140 พาร์เซก - ประมาณ 10 เท่าของระยะทางเดียวกัน
แม้ว่า Deane และเพื่อนร่วมงานจะอาศัยความละเอียดของเทคนิค VLBI เพื่อแยกหลุมดำสองหลุมที่อยู่ใกล้กัน แต่พวกเขาก็แสดงให้เห็นว่าการมีอยู่ของพวกมันนั้นสามารถสรุปได้จากคุณสมบัติขนาดใหญ่ ยกตัวอย่างเช่นการเคลื่อนที่ของหลุมดำนั้นถูกตรึงไว้บนเครื่องบินไอพ่นขนาดใหญ่ทำให้มันบิดเป็นรูปร่างคล้ายขดลวด นี่อาจเป็นเครื่องมือขนาดเล็กที่จะช่วยให้กล้องโทรทรรศน์มีประสิทธิภาพมากขึ้น
“ ถ้าผลลัพท์ดีขึ้นมันก็จะเจ๋งมาก” เจสซีรันโนผู้เชี่ยวชาญจากหลุมดำมวลมหาศาลจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐเพนซิลเวเนียบอกกับนิตยสาร Space การวิจัยครั้งนี้มีความหมายหลายอย่างเพื่อความเข้าใจปรากฏการณ์ต่อไป
ครั้งแรกที่ส่องแสงวิวัฒนาการกาแลคซี หลุมดำมวลมหาศาลสองหรือสามหลุมเป็นปืนสูบบุหรี่ที่กาแลคซีรวมเข้าด้วยกัน ดังนั้นโดยการดูรายละเอียดของกาแลคซีเหล่านี้นักดาราศาสตร์สามารถเข้าใจได้ว่าวิวัฒนาการของกาแลคซีเป็นรูปร่างและขนาดในปัจจุบันอย่างไร
ปรากฏการณ์ที่สองฉายแสงบนปรากฏการณ์ที่เรียกว่ารังสีความโน้มถ่วง ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein คาดการณ์ว่าเมื่อหนึ่งในสองหรือสามหลุมดำมวลมหาศาลหมุนวนเข้าด้านในคลื่นแรงโน้มถ่วง - ระลอกคลื่นในผ้าของกาลอวกาศ - แพร่กระจายออกสู่อวกาศ
กล้องโทรทรรศน์วิทยุในอนาคตควรสามารถวัดคลื่นความโน้มถ่วงจากระบบต่าง ๆ เช่นการสลายตัวของวงโคจร
“ ต่อไปในอนาคต Square Kilometer Array จะช่วยให้เราสามารถค้นหาและศึกษาระบบเหล่านี้อย่างละเอียดและทำให้เราได้รับความเข้าใจที่ดีขึ้นว่ากาแลคซีหลุมดำสร้างประวัติศาสตร์ของจักรวาลได้อย่างไร” coauthor Matt Jarvis จากมหาวิทยาลัย Oxford และ Western Cape
การวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature
