แนวคิดของไอพ่นหลุมดำไม่ใช่สิ่งใหม่ แต่เรายังมีอีกมากที่ต้องเรียนรู้เกี่ยวกับส่วนผสมของอนุภาคที่พบในบริเวณใกล้เคียง จากการใช้หอสังเกตการณ์ XMM- นิวตันของ ESA นักดาราศาสตร์ได้สำรวจหลุมดำในกาแลคซีของเราและพบผลลัพธ์ที่น่าประหลาดใจ
ดังที่เราทราบหลุมดำมวลสูงนั้นใช้วัสดุจากดาวฤกษ์ใกล้เคียง สารจากดาวข้างเคียงเหล่านี้จะถูกดึงออกจากร่างกายแม่ไปยังหลุมดำและแผ่รังสีอุณหภูมิที่รุนแรงจนมันเปล่งรังสีเอกซ์ออกมา อย่างไรก็ตามหลุมดำไม่ได้กลืนทุกสิ่งที่เข้ามา บางครั้งพวกเขาปฏิเสธบางส่วนของมวลขาเข้านี้ผลักมันออกไปในรูปแบบของชุดไอพ่นทรงพลัง เครื่องบินไอพ่นเหล่านี้ยังป้อนสภาพแวดล้อมปล่อยมวลและพลังงาน…ปล้นเชื้อเพลิงในหลุมดำ
จากการศึกษาองค์ประกอบของเจ็ทนักวิจัยสามารถระบุได้ว่าอะไรถูกนำไปสู่หลุมดำและอะไรที่ไม่ดี จากการสังเกตที่ความยาวคลื่นวิทยุของสเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเราได้เห็นอิเลคตรอนมาบรรจบกันที่ความเร็วแสงเกือบ อย่างไรก็ตามยังไม่ทราบแน่ชัดว่าประจุลบของอิเล็กตรอนจะถูกเติมเต็มด้วยอนุภาคต่อต้าน, โพสิตรอนหรืออนุภาคที่มีประจุบวกหนักกว่าในเจ็ตส์เช่นโปรตอนหรือนิวเคลียสอะตอม” นักดาราศาสตร์ได้มีโอกาสตรวจสอบระบบเลขฐานสองของหลุมดำที่เรียกว่า 4U1630–47 ผู้สมัครที่รู้จักกันว่ามีการระเบิดของรังสีเอกซ์ที่ไม่คาดคิดสำหรับส่วนของเวลาซึ่งมีอายุระหว่างเดือนและปี
“ ในการสังเกตของเราเราพบสัญญาณของนิวเคลียสที่แตกตัวเป็นไอออนสูงของธาตุหนักสองชนิดคือเหล็กและนิกเกิล” MaríaDíaz Trigo จากหอดูดาวยุโรปตอนใต้ในมิวนิคประเทศเยอรมนีผู้เขียนรายงานในวารสาร Nature กล่าว “ การค้นพบครั้งนี้เป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจและเป็นสิ่งที่ดีเพราะมันแสดงให้เห็นอย่างสงสัยว่าองค์ประกอบของไอพ่นหลุมดำนั้นมีความสมบูรณ์มากกว่าอิเล็กตรอน”
ในช่วงเดือนกันยายน 2555 ทีมนักดาราศาสตร์นำโดยดร. ดิซทริโกและผู้ประสานงานสังเกตการณ์ 4U1630–47 กับ XMM- นิวตัน พวกเขายังสำรองข้อมูลการสังเกตด้วยการสังเกตการณ์วิทยุใกล้กันที่นำมาจาก Australian Compact Compact Array แม้ว่าการศึกษาจะได้ใกล้ชิดกัน - ภายในสองสามสัปดาห์ - ผลลัพธ์ไม่ได้แตกต่างกันมากขึ้น
ตามที่ทีมงานของ Trigo พบว่าชุดการสังเกตเริ่มต้นได้ทำการตรวจเอกซเรย์จากแผ่นดิสก์สะสมเสียง แต่ไม่มีกิจกรรมใด ๆ ในวงวิทยุ นี่เป็นตัวบ่งชี้ว่าเจ็ตส์ไม่ทำงานในเวลานั้น อย่างไรก็ตามในการสังเกตชุดที่สองมีกิจกรรมในทั้ง X-ray และวิทยุ…เจ็ตหันกลับมา! ในขณะที่ตรวจสอบข้อมูล X-ray จากชุดที่สองพวกเขายังพบนิวเคลียสของเหล็กในการเคลื่อนไหว อนุภาคเหล่านี้เคลื่อนที่ทั้งไปและออกจาก XMM- นิวตันพิสูจน์ว่าไอออนเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องบินไอพ่นคู่ที่มุ่งไปในทิศทางตรงกันข้าม อย่างไรก็ตามนั่นไม่ใช่ทั้งหมด นอกจากนี้ยังมีหลักฐานว่านิวเคลียสนิกเกิลชี้ไปที่หอดูดาว
“ จากลายนิ้วมือของเหล็กและนิกเกิลเราสามารถแสดงให้เห็นว่าความเร็วของเจ็ตนั้นสูงมากประมาณสองในสามของความเร็วแสงเจมส์มิลเลอร์โจนส์ผู้เขียนร่วมจากโหนดของมหาวิทยาลัย Curtin ศูนย์ระหว่างประเทศเพื่อการวิจัยดาราศาสตร์ทางวิทยุในเมืองเพิร์ ธ ประเทศออสเตรเลีย
“ ยิ่งกว่านั้นการปรากฏตัวของนิวเคลียสของอะตอมหนักในไอพ่นของหลุมดำหมายความว่ามวลและพลังงานจะถูกพาออกไปจากหลุมดำในปริมาณที่มากเกินกว่าที่เราคิดไว้ก่อนหน้านี้ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อกลไกและอัตราที่หลุมดำ เรื่องสำคัญ” Simone Migliari ผู้ร่วมเขียนจากมหาวิทยาลัยบาร์เซโลนาประเทศสเปนกล่าวเสริม
ผลการวิจัยใหม่ที่น่าประหลาดใจ? อืม…ใช่ สำหรับหลุมดำมวลดาวฤกษ์ทั่วไปนี่เป็นครั้งแรกที่ตรวจพบนิวเคลียสหนักภายในหัวเจ็ตส์ ณ ปัจจุบันมีเพียง“ หนึ่ง X-ray binary อื่น ๆ ที่แสดงลายเซ็นคล้ายกันจากนิวเคลียสอะตอมในไอพ่นของมัน - แหล่งที่รู้จักกันในนาม SS 433 ระบบหลุมดำนี้อย่างไรก็ตามมีอัตราการเพิ่มสูงผิดปกติซึ่งผิดปกติ ทำให้ยากที่จะเปรียบเทียบคุณสมบัติของมันกับหลุมดำธรรมดามากขึ้น” จากการสำรวจใหม่ของ 4U1630–47 นักดาราศาสตร์จะสามารถกรอกข้อมูลในช่องว่างเกี่ยวกับสิ่งที่ทำให้เครื่องบินไอพ่นเกิดขึ้นในดิสก์สะสมมวลหลุมดำและสิ่งที่ผลักดันพวกมัน
“ ในขณะนี้เรารู้เรื่องหลุมดำจำนวนมากและเกิดอะไรขึ้นรอบ ๆ ตัวการก่อตัวของเจ็ตส์ยังคงเป็นปริศนาที่ยิ่งใหญ่ดังนั้นการสำรวจนี้จึงเป็นก้าวสำคัญในการทำความเข้าใจปรากฏการณ์ที่น่าสนใจนี้” Norbert Schartel XMM-Newton ของ ESA กล่าว นักวิทยาศาสตร์โครงการ
แหล่งที่มาของเรื่องดั้งเดิม: ESA Press Release
