วัตถุที่สว่างที่สุดในจักรวาลบางชิ้นเป็นควาซาร์ แทนที่จะเป็นหลุมดำที่กินสิ่งมีชีวิตอาจมีวัตถุที่มีสนามแม่เหล็กแรงสูงซึ่งทำหน้าที่เหมือนใบพัดหมุนวัตถุกลับเข้าไปในกาแลคซี
ในจักรวาลที่ห่างไกลอายุน้อยควาซาร์ก็เปล่งประกายด้วยความฉลาดที่ไม่มีที่ใดเทียบได้ในจักรวาลท้องถิ่น แม้ว่าพวกมันจะดูเหมือนดาวฤกษ์ในกล้องโทรทรรศน์ออปติคัล แต่ควาซาร์เป็นศูนย์กลางของกาแลคซีที่สว่างซึ่งตั้งอยู่หลายพันล้านปีแสงจากโลก
แก่นสารของควาซาร์นั้นเป็นภาพที่บรรจุดิสก์ก๊าซร้อนที่หมุนวนเป็นหลุมดำมวลมหาศาล บางส่วนของก๊าซนั้นถูกผลักออกมาอย่างแรงออกมาเป็นลำแสงตรงข้ามสองลำที่ความเร็วแสง นักทฤษฎีพยายามที่จะเข้าใจฟิสิกส์ของดิสก์และไอพ่นที่เพิ่มขึ้นในขณะที่ผู้สังเกตการณ์พยายามที่จะมองเข้าไปในหัวใจของควาซาร์ "เครื่องยนต์" ศูนย์กลางที่ให้กำลังกับเครื่องบินไอพ่นนั้นยากต่อการศึกษาทาง telescopically เพราะพื้นที่นั้นกะทัดรัดและผู้สังเกตการณ์โลกอยู่ไกลมาก
นักดาราศาสตร์ Rudy Schild แห่งศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด - สมิ ธ โซเนียน (CfA) และเพื่อนร่วมงานของเขาศึกษาควาซาร์ที่รู้จักกันในชื่อ Q0957 + 561 ซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 9 พันล้านปีแสงในทิศทางของกลุ่มดาวหมีใหญ่ ควาซาร์แห่งนี้มีวัตถุขนาดกระทัดรัดส่วนกลางที่มีมวลมากถึง 3-4 พันล้านดวงอาทิตย์ ส่วนใหญ่จะถือว่าวัตถุนั้นเป็น "หลุมดำ" แต่งานวิจัยของ Schild แนะนำเป็นอย่างอื่น
“ เราจะไม่เรียกวัตถุนี้ว่าเป็นหลุมดำเพราะเราพบหลักฐานว่ามันมีสนามแม่เหล็กที่ยึดไว้ภายในซึ่งพุ่งทะลุผ่านพื้นผิวของวัตถุศูนย์กลางที่ยุบตัวและมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมควาซาร์” Schild ให้ความเห็น
นักวิจัยเลือก Q0957 + 561 สำหรับการเชื่อมโยงกับเลนส์คอสมิกธรรมชาติ แรงดึงดูดของกาแลคซีใกล้เคียงทำให้เกิดพื้นที่ภาพสองภาพของควาซาร์ไกลโพ้นและขยายแสง ดาวและดาวเคราะห์ในกาแลคซีใกล้เคียงก็มีผลต่อแสงของควาซาร์ทำให้เกิดความผันผวนเล็กน้อยในความสว่าง (ในกระบวนการที่เรียกว่า“ ไมโครลิตร”) เมื่อพวกมันลอยไปตามแนวสายตาระหว่างโลกและควาซาร์
Schild ตรวจสอบความสว่างของควาซาร์เป็นเวลา 20 ปีและนำกลุ่มผู้สังเกตการณ์ระดับนานาชาติที่ใช้กล้องโทรทรรศน์ 14 ดวงเพื่อให้วัตถุอยู่ภายใต้การเฝ้าดูตลอดเวลาในช่วงวิกฤต
“ ด้วย microlensing เราสามารถแยกแยะรายละเอียดเพิ่มเติมจาก 'หลุมดำ' สองในสามของทางจนถึงขอบของเอกภพที่มองเห็นได้มากกว่าที่เราสามารถจากหลุมดำที่ใจกลางทางช้างเผือก” Schild กล่าว
ด้วยการวิเคราะห์อย่างรอบคอบทีมได้หยั่งรู้รายละเอียดเกี่ยวกับแก่นของควาซาร์ ตัวอย่างเช่นการคำนวณระบุตำแหน่งที่รูปแบบไอพ่น
“ เครื่องบินไอพ่นเหล่านี้มีรูปร่างอย่างไรและอยู่ที่ไหน แม้หลังจากการสังเกตการณ์ทางวิทยุเป็นเวลา 60 ปีเราก็ไม่มีคำตอบ ตอนนี้หลักฐานอยู่ในและเราก็รู้” Schild กล่าว
Schild และเพื่อนร่วมงานของเขาพบว่าเครื่องบินไอพ่นปรากฏขึ้นจากสองพื้นที่ 1,000 หน่วยในทางดาราศาสตร์ (มีขนาดใหญ่กว่าระยะทางพลูโต - อาทิตย์ประมาณ 25 เท่า) ตั้งอยู่ที่ 8,000 หน่วยทางเหนือขั้วโลกของวัตถุขนาดกะทัดรัด (หน่วยดาราศาสตร์ถูกกำหนดให้เป็นระยะทางเฉลี่ยจากโลกถึงดวงอาทิตย์หรือ 93 ล้านไมล์) อย่างไรก็ตามตำแหน่งนั้นจะถูกคาดหวังก็ต่อเมื่อเครื่องบินไอพ่นถูกขับเคลื่อนโดยเชื่อมต่อเส้นสนามแม่เหล็กที่ยึดกับวัตถุขนาดกะทัดรัดที่หมุนรอบตัวเอง ภายในควาซาร์ ด้วยการโต้ตอบกับดิสก์สะสมรอบข้างเส้นสนามแม่เหล็กที่หมุนวนรอบตัวม้วนขึ้นแน่นและแน่นขึ้นจนกว่าพวกมันจะรวมตัวกันระเบิดเชื่อมต่อและแตกสลายปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลที่ขับเคลื่อนเครื่องบินไอพ่น
“ ควาซาร์นี้ดูเหมือนจะถูกครอบงำแบบไดนามิกโดยสนามแม่เหล็กภายในที่ยึดไว้กับศูนย์กลางของวัตถุที่มีขนาดกะทัดรัดที่หมุนรอบตัวด้วยความเร็วสูง” Schild กล่าว
หลักฐานเพิ่มเติมเกี่ยวกับความสำคัญของสนามแม่เหล็กที่ยึดไว้ภายในควาซาร์นั้นพบได้ในสิ่งก่อสร้างรอบ ๆ ตัวอย่างเช่นบริเวณด้านในที่อยู่ใกล้กับควาซาร์ดูเหมือนจะถูกกวาดล้างจากวัสดุ ขอบด้านในของดิสก์สะสมเพิ่มซึ่งอยู่ประมาณ 2,000 หน่วยทางดาราศาสตร์จากวัตถุขนาดกะทัดรัดกลางถูกทำให้ร้อนเพื่อ incandescence และเรืองแสงสดใส เอฟเฟกต์ทั้งสองเป็นลายเซ็นทางกายภาพของสนามแม่เหล็กภายในที่หมุนวนโดยการหมุนของวัตถุขนาดกลาง - ปรากฏการณ์ขนานนาม“ เอฟเฟกต์ใบพัดแม่เหล็ก”
การสังเกตยังชี้ให้เห็นว่ามีการไหลออกของรูปกรวยในวงกว้างจากดิสก์แบบสะสม ที่จุดประกายโดยควาซาร์กลางจะส่องแสงในลักษณะคล้ายวงแหวนที่รู้จักกันในชื่อโครงสร้าง Elvis หลังจาก Martin Cvis ของเพื่อนร่วมงานของ Schild คือ Martin Elvis ผู้ซึ่งมีทฤษฎีการดำรงอยู่ของมัน การเปิดมุมที่ใหญ่อย่างน่าประหลาดใจของการไหลออกที่สังเกตเห็นได้ดีที่สุดคือการอธิบายอิทธิพลของสนามแม่เหล็กภายในที่มีอยู่ภายในวัตถุขนาดกะทัดรัดกลางในควาซาร์นี้
ในแง่ของการสังเกตเหล่านี้ Schild และเพื่อนร่วมงานของเขาดาร์ริลไลเทอร์ (Marwood Astrophysics Research Center) และสแตนลีย์โรเบิร์ตสันส์ (มหาวิทยาลัยรัฐโอคลาโฮมาทางตะวันตกเฉียงใต้) ได้เสนอทฤษฎีที่ขัดแย้งกันว่าสนามแม่เหล็ก ไม่ใช่แค่เป็นส่วนหนึ่งของดิสก์สะสมเสียงตามที่นักวิจัยส่วนใหญ่คิดไว้ หากได้รับการยืนยันทฤษฎีนี้จะนำไปสู่ภาพใหม่ของโครงสร้างควาซาร์
“ การค้นพบของเราท้าทายมุมมองที่ยอมรับของหลุมดำ” ไลเทอร์กล่าว “ เราได้เสนอชื่อใหม่สำหรับพวกเขา - Magnetospheric Eternally Collapsing Objects หรือ MECOs” ตัวแปรของชื่อแรกประกาศเกียรติคุณจากนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ชาวอินเดีย Abhas Mitra ในปี 1998“ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์เมื่อ 50 ปีที่แล้วไม่สามารถเข้าถึงความเข้าใจที่ทันสมัย ของไฟฟ้าควอนตัมที่อยู่เบื้องหลังการแก้ปัญหาใหม่ของเราในสมการสัมพัทธภาพดั้งเดิมของ Einstein”
งานวิจัยนี้ชี้ให้เห็นว่านอกเหนือจากมวลและสปินแล้ววัตถุขนาดกะทัดรัดกลางของควาซาร์อาจมีคุณสมบัติทางกายภาพคล้ายกับขั้วหมุนแม่เหล็กหมุนที่มีสีแดงสูงและหมุนได้มากกว่าหลุมดำ ด้วยเหตุผลนั้นสสารที่เข้ามาส่วนใหญ่จะไม่หายไปตลอดกาล แต่กลับรู้สึกถึงสนามแม่เหล็กที่หมุนรอบตัวด้วยมอเตอร์และหมุนกลับออกมา ตามทฤษฎีนี้ MECO ไม่มีขอบฟ้าเหตุการณ์ดังนั้นสิ่งใดก็ตามที่สามารถรับได้จากใบพัดแม่เหล็กจะค่อย ๆ ชะลอตัวลงและหยุดที่พื้นผิวที่มีการเปลี่ยนสีแดงสูงของ MECO โดยมีเพียงสัญญาณอ่อน ๆ ที่เชื่อมต่อรังสีจากสสารนั้น เพื่อผู้สังเกตการณ์ที่อยู่ห่างไกล สัญญาณดังกล่าวนั้นสังเกตได้ยากมากและไม่ได้ตรวจพบจาก Q0957 + 561
งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Astronomical Journal ฉบับเดือนกรกฎาคม 2549 และเผยแพร่ทางออนไลน์ที่ http://arxiv.org/abs/astro-ph/0505518
ศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด - สมิ ธ โซเนียน (CfA) ซึ่งมีสำนักงานใหญ่อยู่ที่เคมบริดจ์เป็นความร่วมมือระหว่างหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์สมิ ธ โซเนียนและหอดูดาววิทยาลัยฮาร์วาร์ด นักวิทยาศาสตร์ของ CfA จัดแบ่งเป็นหกแผนกวิจัยศึกษาที่มาวิวัฒนาการและชะตากรรมสุดท้ายของจักรวาล
แหล่งต้นฉบับ: CfA News Release
