เมื่อกาแลคซีวิทยุยักษ์ใหญ่ Messier 87 (M 87) ปล่อยคลื่นรังสีแกมม่าและคลื่นวิทยุออกมามากมายความร่วมมือระหว่างประเทศของนักวิทยาศาสตร์ 390 คนก็เกิดขึ้นเพื่อเฝ้าดู พวกเขากำลังรายงานการค้นพบในฉบับสัปดาห์นี้ วิทยาศาสตร์เอ็กซ์เพรส.
ผลการทดลองแสดงหลักฐานการทดลองครั้งแรกว่าอนุภาคถูกเร่งให้มีพลังงานสูงมากในบริเวณใกล้เคียงของหลุมดำมวลยวดยิ่งจากนั้นปล่อยรังสีแกมม่าที่สังเกตได้ รังสีแกมมามีพลังงานสูงกว่าพลังงานแสงที่มองเห็นได้ถึงหนึ่งล้านล้านเท่า
Matthias Beilicke และ Henric Krawczynski นักฟิสิกส์ทั้งสองที่มหาวิทยาลัยวอชิงตันในเซนต์หลุยส์ได้ประสานงานโครงการโดยใช้ระบบการถ่ายภาพรังสีกล้องโทรทรรศน์พลังสูง (VERITAS) ความพยายามดังกล่าวเกี่ยวข้องกับกล้องโทรทรรศน์ 12 เมตร (39 ฟุต) ถึง 17 เมตร (56 ฟุต) ซึ่งตรวจจับรังสีแกมม่าพลังงานสูงมากและอาเรย์ Long Line Baseline (VLBA) ที่ตรวจจับคลื่นวิทยุด้วยพื้นที่สูง ความแม่นยำ
“ เราได้กำหนดการสำรวจรังสีแกมม่าที่ M 87 ในความร่วมมืออย่างใกล้ชิดกับหอสังเกตการณ์รังสีแกมมาสามแห่ง VERITAS, H.E.S.S. และ MAGIC และเราโชคดีที่มีการปะทุรังสีแกมม่าที่ไม่ธรรมดาเกิดขึ้นเมื่อแหล่งกำเนิดถูกตรวจพบด้วย VLBA และพลังการแก้ไขเชิงพื้นที่ที่น่าประทับใจ” Beilicke กล่าว
อาร์เครกวอล์กเกอร์นักวิทยาศาสตร์จากหอสังเกตการณ์วิทยุกระจายเสียงแห่งชาติในโซคอร์โรรัฐนิวเม็กซิโกกล่าวว่า“ เมื่อรวมการสำรวจทางวิทยุความละเอียดสูงเข้ากับการสำรวจรังสีแกมม่า VHE เท่านั้นทำให้เราสามารถหาที่ตั้งของการผลิตรังสีแกมม่าได้” อาร์เครกวอล์คเกอร์ .
M 87 ตั้งอยู่ที่ระยะทาง 50 ล้านปีแสงจากโลกในกระจุกกาแลคซีราศีกันย์ หลุมดำที่ใจกลาง M 87 นั้นมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ถึงหกพันเท่า
ขนาดของหลุมดำที่ไม่หมุนนั้นถูกกำหนดโดยรัศมี Schwarzschild ทุกอย่าง - สสารหรือการแผ่รังสี - ที่มาในรัศมี Schwarzschild หนึ่งจุดกึ่งกลางของหลุมดำจะถูกกลืนโดยมัน รัศมี Schwarzschild ของหลุมดำมวลมหาศาลใน M 87 นั้นเปรียบได้กับรัศมีของระบบสุริยะของเรา
ในกรณีของหลุมดำมวลมหาศาลบางแห่ง - เช่นเดียวกับใน M 87 - สสารที่โคจรและเข้ามาใกล้หลุมดำนั้นมีอำนาจในการไหลออกของวัตถุที่มีความสัมพันธ์สูงเรียกว่าเจ็ตส์ สสารในเจ็ตส์เดินทางออกจากหลุมดำหนีแรงโน้มถ่วงที่อันตรายถึงชีวิต เจ็ตส์เป็นวัตถุที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในจักรวาลและมันสามารถยื่นออกมาได้หลายพันปีแสงจากบริเวณใกล้เคียงของหลุมดำไปสู่ตัวกลางระหว่างกาแลคซี
การปล่อยรังสีแกมม่าพลังงานสูงมากจาก M 87 ถูกค้นพบครั้งแรกในปี 2541 ด้วยกล้องโทรทรรศน์ HEGRA Cherenkov “ แม้กระทั่งทุกวันนี้ M 87 ก็เป็นหนึ่งใน 25 แหล่งนอกกาแลคซีของเราที่รู้จักกันว่าเปล่งรังสีแกมม่า [พลังงานสูงมาก]” เบลลิคกล่าว
การสำรวจใหม่ในขณะนี้แสดงให้เห็นว่าการเร่งอนุภาคและการปล่อยรังสีแกมม่าในภายหลังสามารถเกิดขึ้นได้ใน "เจ็ทชั้นใน" น้อยกว่า 100 Schwarzschild radii ห่างจากหลุมดำซึ่งเป็นพื้นที่แคบมากเมื่อเทียบกับ เจ็ทหรือกาแล็กซี่
นอกเหนือจาก VERITAS และ VLBA แล้วระบบพลังงานสูง Stereoscopic (H.E.S.S. ) และรังสีแกมม่าเรย์การถ่ายภาพรังสีแกมมา (MAGIC) ที่สำคัญในชั้นบรรยากาศก็มีส่วนร่วมในการสำรวจเหล่านี้
คำบรรยายภาพนำไปสู่: ความคิดของศิลปินเกี่ยวกับแกนกลางของ M87: หลุมดำดิสก์เพิ่มและไอพ่นภายใน เครดิต: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF
ภาพที่สอง: ภาพ VLA ขนาดใหญ่ของ M87: วงกลมสีขาวหมายถึงบริเวณที่กล้องโทรทรรศน์รังสีแกมม่าสามารถบอกได้ว่ารังสีแกมม่าที่มีพลังมากถูกปล่อยออกมา หากต้องการ จำกัด ตำแหน่งให้แคบลงต้องใช้ VLBA เพิ่มเติม เครดิต: NRAO / AUI / NSF
ภาพปะติด: ที่ด้านบนซ้ายภาพ VLA ของกาแลคซีแสดงเครื่องบินไอพ่นเปล่งแสงในระดับประมาณ 200,000 ปีแสง การซูมครั้งต่อมาจะเข้าใกล้แกนกลางกาแลคซีมากขึ้นซึ่งมีหลุมดำมวลมหาศาลอยู่ ในความคิดของศิลปิน (พื้นหลัง) หลุมดำที่ปรากฎที่ใจกลางนั้นมีขนาดประมาณสองเท่าของระบบสุริยะของเราซึ่งเป็นกาแลคซีขนาดเล็กส่วนหนึ่ง แต่มีมวลประมาณหกพันล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ เครดิต: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF
แหล่งที่มา: วิทยาศาสตร์ และหอดูดาววิทยุดาราศาสตร์แห่งชาติผ่านทาง EurekAlert.
