ในขณะที่นักดาราศาสตร์ได้ศึกษาหลุมดำทั้งใหญ่และเล็กมาหลายทศวรรษหลักฐานจากหลุมดำขนาดกลางเหล่านั้นก็ยากที่จะเกิดขึ้น ตอนนี้นักดาราศาสตร์ที่ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซ่าในกรีนเบลต์พบว่าแหล่งรังสีเอกซ์ในกาแลคซี NGC 5408 เป็นหนึ่งในกรณีที่ดีที่สุดสำหรับหลุมดำมิดเดิ้ลเวทจนถึงปัจจุบัน “ หลุมดำขนาดกลางที่มีมวลอยู่ระหว่าง 100 ถึง 10,000 เท่ามวลดวงอาทิตย์” Tod Strohmayer นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่ก็อดดาร์ดอธิบาย “ เราสำรวจหลุมดำมวลหนาในใจกลางกาแลคซีและหลุมมวลเบาที่โคจรรอบดาวฤกษ์ในกาแลคซีของเรา แต่การค้นหา "ทวีต" ยังคงเป็นความท้าทาย "
กาแลคซีใกล้เคียงหลายแห่งมีวัตถุอำมหิตที่รู้จักกันในชื่อแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ที่มีขนาดใหญ่มาก (ULXs) พวกมันดูเหมือนจะเปล่งพลังงานมากกว่ากระบวนการที่รู้จักโดยใช้พลังงานจากดวงดาว แต่พลังงานน้อยกว่าใจกลางกาแลคซีที่มีการใช้งานอยู่
“ ULX เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับหลุมดำมวลปานกลางและหนึ่งในกาแลคซี NGC 5408 นั้นน่าสนใจเป็นพิเศษ” Richard Mushotzky นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยแมริแลนด์คอลเลจพาร์คกล่าว กาแลคซีอยู่ห่างออกไป 15.8 ล้านปีแสงในกลุ่มดาว Centaurus
XMM- นิวตันตรวจพบสิ่งที่นักดาราศาสตร์เรียกว่า "การสั่นแบบกึ่งรอบระยะเวลา" การสั่น "ปกติ" เกือบเกิดจากกองก๊าซร้อนที่อยู่ลึกเข้าไปในดิสก์สะสมมวลสารที่ก่อตัวเป็นวัตถุขนาดใหญ่ อัตราการกะพริบนี้ช้ากว่าประมาณ 100 เท่าจากหลุมดำมวลดาวฤกษ์ กระนั้นใน X-rays NGC 5408 X-1 ให้ความสำคัญกับระบบเหล่านี้ด้วยปัจจัยเดียวกัน
จากระยะเวลาของการแกว่งและลักษณะอื่น ๆ ของการปล่อยออกมา Strohmayer และ Mushotzky สรุปว่า NGC 5408 X-1 มีมวล 1,000 ถึง 9,000 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ การศึกษานี้ปรากฏในวารสาร Astrophysical Journal ฉบับวันที่ 1 ตุลาคม
“ สำหรับช่วงมวลนี้ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ - ส่วนที่เกินกว่าที่เรามองไม่เห็นอยู่ระหว่าง 3,800 ถึง 34,000 ไมล์ข้ามหรือเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของโลกถึงขนาดของมันประมาณสี่เท่า” Strohmayer กล่าว
หาก NGC 5408 X-1 เป็นก๊าซที่กำลังกลืนกินอย่างจริงจังเพื่อเป็นเชื้อเพลิงในการปล่อยรังสีเอกซ์อันมหาศาลวัสดุน่าจะไหลไปยังหลุมดำจากดาวฤกษ์ที่กำลังโคจรอยู่ นี่เป็นเรื่องปกติสำหรับหลุมดำมวลสูงในกาแลคซีของเรา
ถัดไป Strohmayer ขอความช่วยเหลือจากดาวเทียม Swift ของนาซ่าเพื่อค้นหารังสีเอกซ์ที่หลากหลายซึ่งจะส่งสัญญาณการโคจรของดาวผู้บริจาค NGC 5408 X-1 “ Swift มอบความไวในการถ่ายภาพด้วยรังสีเอกซ์และความยืดหยุ่นในการตั้งเวลาเพื่อให้การค้นหาแบบนี้เป็นเอกลักษณ์” เขากล่าวเสริม ต้นเดือนเมษายน 2551 Swift เริ่มเปลี่ยนกล้องโทรทรรศน์ X-Ray เป็น NGC 5408 X-1 สองครั้งต่อสัปดาห์เป็นส่วนหนึ่งของการรณรงค์อย่างต่อเนื่อง
Swift ตรวจจับรังสีเอกซ์ขึ้นและลงเล็กน้อยทุก ๆ 115.5 วัน "ถ้านี่เป็นช่วงเวลาการโคจรของคู่หูดวงดาว" Strohmayer กล่าว "ก็น่าจะเป็นดาวยักษ์หรือมหาอำนาจระหว่างสามถึงห้าเท่ามวลดวงอาทิตย์ (มวลดวงอาทิตย์ 1 ดวงคือมวลดวงอาทิตย์)" การศึกษานี้ได้รับการยอมรับให้ตีพิมพ์ในวารสาร Astrophysical Journal ในอนาคต
การสำรวจสวิฟท์ครอบคลุมเพียงประมาณสี่รอบการโคจรดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการสำรวจอย่างต่อเนื่องเพื่อยืนยันธรรมชาติการโคจรของการปรับเอ็กซเรย์
“ นักดาราศาสตร์ได้ศึกษา NGC 5408 X-1 เป็นเวลานานเพราะมันเป็นหนึ่งในตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับหลุมดำมวลปานกลาง” Philip Kaaret จากมหาวิทยาลัยไอโอวากล่าวซึ่งศึกษาวัตถุในช่วงคลื่นวิทยุ แต่เป็น ไม่เกี่ยวพันกับการศึกษา “ ผลลัพธ์ใหม่เหล่านี้สำรวจสิ่งที่เกิดขึ้นใกล้กับหลุมดำและเพิ่มหลักฐานที่ชัดเจนว่ามันมีขนาดใหญ่มากผิดปกติ”
Paper: หลักฐานสำหรับหลุมดำระดับกลางมวลใน NGC 5804
ที่มา: NASA
